JPH10301625A - Automatic steering device for vehicle - Google Patents

Automatic steering device for vehicle

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JPH10301625A
JPH10301625A JP9111276A JP11127697A JPH10301625A JP H10301625 A JPH10301625 A JP H10301625A JP 9111276 A JP9111276 A JP 9111276A JP 11127697 A JP11127697 A JP 11127697A JP H10301625 A JPH10301625 A JP H10301625A
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vehicle
lateral displacement
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Hiroyuki Kosho
裕之 古性
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately suppress and prevent the noise of horizontal displacement and to make the responsiveness and accuracy of control be compatible by changing the characteristics of a low-pass filter corresponding to traveling state information detected in a traveling state information detection means by a control means. SOLUTION: The detection signals of a magnetic sensor 1 are outputted to a horizontal displacement detector 2 and the horizontal displacement detector 2 detects the direction size of the horizontal displacement to a lane of a vehicle from the vertical and horizontal component ratio of a detected magnetic force vector. At the time of controlling a steering actuator whose target is the detected horizontal displacement of the vehicle by an automatic steering control unit 13 which is the control mans, the automatic steering control unit 13 changes the characteristics of the low-pass filter corresponding to the traveling state information detected in the traveling state information detection means such as a steering angle sensor 3, a car speed sensor 4 and a lane curvature detector 16, etc. Thus, the noise of the horizontal displacement is surely prevented and the responsiveness and accuracy of the control are made compatible.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両を車線に沿っ
て走行させるために当該車両の操舵を自動的に行う車両
の自動操舵装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic steering apparatus for a vehicle that automatically steers the vehicle so that the vehicle travels along a lane.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような従来の車両の自動操舵装置と
しては、例えば特開平7−81602号公報に記載され
るものがある。
2. Description of the Related Art An example of such a conventional automatic steering device for a vehicle is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-81602.

【0003】この従来例に記載される車両の自動操舵装
置は、操舵に係る種々の条件,特にカーブに沿って走行
するときに、より人為的な操舵が行われるように操舵特
性を規定するものである。これにより、乗員により自然
な走行感や快適な乗心地を与えるようにしている。
An automatic steering apparatus for a vehicle described in this conventional example defines steering characteristics so that more artificial steering is performed when traveling along various conditions related to steering, particularly, a curve. It is. As a result, the occupant is given a more natural driving feeling and a more comfortable ride.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記公報に
記載される車両の自動操舵装置は、道路情報,より具体
的には車線の状態、つまり直線路か曲線路か、曲線路の
場合、その曲率は如何程かといった情報をカメラ等の画
像情報から得ることを前提としている。一方、磁気ネイ
ルと呼ばれる磁石などの磁力源を車線に沿って埋設し、
これを車両に取付けた磁気センサで検出して、当該車両
の横変位(磁力源に対する横位置情報であり、つまり車
線に対する自車位置情報である)を検出し、この検出さ
れる横変位が目標とする横変位に一致するように、前輪
又は後輪をアクチュエータで操舵制御するものもある。
なお、原則的に磁力源は車線の中央に埋設されており、
磁気センサと車両との相対位置関係は変わらない。
By the way, the vehicle automatic steering apparatus described in the above-mentioned publication discloses road information, more specifically, the state of a lane, that is, whether it is a straight road or a curved road, It is assumed that information such as how much the curvature is obtained from image information of a camera or the like. On the other hand, a magnetic force source such as a magnet called a magnetic nail is buried along the lane,
This is detected by a magnetic sensor attached to the vehicle, and the lateral displacement of the vehicle (lateral position information with respect to the magnetic force source, that is, the own vehicle position information with respect to the lane) is detected. In some cases, the front wheel or the rear wheel is steered by an actuator so as to match the lateral displacement described below.
In principle, the magnetic source is buried in the center of the lane,
The relative positional relationship between the magnetic sensor and the vehicle does not change.

【0005】しかしながら、実際の車両に、このような
自動操舵装置を搭載して自動操舵を行わせると、制御の
正確性が低下してしまうことがある。そして、これは、
検出される横変位のノイズが車両の走行状態に応じて変
化することに起因することや、こうした自動操舵装置が
離散化されたシステムで構築されていることが関与して
いることも分かった。
[0005] However, if such an automatic steering device is mounted on an actual vehicle to perform automatic steering, the accuracy of control may be reduced. And this is
It was also found that the detected lateral displacement noise was caused by changing according to the running state of the vehicle, and that such an automatic steering device was constructed by a discretized system.

【0006】本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発され
たものであり、例えば車両の走行状態に応じてローパス
フィルタの特性やオブザーバの補正を変更可能とし、検
出される横変位のノイズを的確に抑制防止して制御の応
答性と正確性とを両立し得る自動操舵装置を提供するこ
とを目的とするものである。
The present invention has been developed in view of these problems. For example, the characteristics of the low-pass filter and the correction of the observer can be changed according to the running state of the vehicle, and the noise of the detected lateral displacement can be accurately detected. It is an object of the present invention to provide an automatic steering device capable of achieving both control responsiveness and accuracy by preventing the above-mentioned suppression.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項1に係る車両の自動操舵装置
は、車線に沿って埋設された磁力源を検出する磁気セン
サと、この磁気センサの検出信号から車両の横変位を検
出する横変位検出手段と、この横変位検出手段で検出さ
れる横変位のノイズを除去するためのローパスフィルタ
と、前輪又は後輪を操舵する操舵アクチュエータと、こ
の操舵アクチュエータによって操舵される前輪又は後輪
の舵角を検出する舵角検出手段と、車両の走行状態に関
する情報を検出する走行状態情報検出手段と、前記検出
された車両の横変位が目標とする横変位になるように前
記操舵アクチュエータを制御する制御手段とを備え、前
記制御手段は、前記走行状態情報検出手段で検出された
走行状態情報に応じて前記ローパスフィルタの特性を変
更するフィルタ特性変更手段を備えたことを特徴とする
ものである。
In order to achieve the above object, an automatic steering apparatus for a vehicle according to a first aspect of the present invention includes a magnetic sensor for detecting a magnetic force source embedded along a lane, Lateral displacement detecting means for detecting the lateral displacement of the vehicle from the detection signal of the magnetic sensor, a low-pass filter for removing noise of the lateral displacement detected by the lateral displacement detecting means, and a steering actuator for steering a front wheel or a rear wheel And steering angle detection means for detecting a steering angle of a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator; traveling state information detection means for detecting information relating to the traveling state of the vehicle; and the detected lateral displacement of the vehicle. Control means for controlling the steering actuator so as to achieve a target lateral displacement, wherein the control means responds to traveling state information detected by the traveling state information detecting means. It is characterized in that a filter characteristic changing means for changing the characteristics of the low-pass filter.

【0008】また、本発明のうち請求項2に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項1に係る発明において、前
記走行状態情報検出手段として車線の曲率を検出する車
線曲率検出手段を備え、前記フィルタ特性変更手段は、
前記車線曲率検出手段で検出される車線の曲率が大きく
なるほど、前記ローパスフィルタの特性を強めることを
特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the first aspect, further comprising a lane curvature detecting means for detecting a lane curvature as the traveling state information detecting means. The filter characteristic changing means,
The characteristic of the low-pass filter is enhanced as the curvature of the lane detected by the lane curvature detecting means increases.

【0009】また、本発明のうち請求項3に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項1又は2に係る発明におい
て、前記走行状態情報検出手段として車速を検出する車
速検出手段を備え、前記フィルタ特性変更手段は、前記
車速検出手段で検出される車速が大きくなるほど、前記
ローパスフィルタの特性を強めることを特徴とするもの
である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the first or second aspect, further comprising a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed as the traveling state information detecting means. The filter characteristic changing means is characterized in that the characteristic of the low-pass filter is enhanced as the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means increases.

【0010】また、本発明のうち請求項4に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項1乃至3の何れかに係る発
明において、前記走行状態情報検出手段として前記磁気
センサが車両横方向に進むセンサ横滑り速度を検出する
センサ横滑り速度検出手段を備え、前記フィルタ特性変
更手段は、前記センサ横滑り速度検出手段で検出される
速度が大きくなるほど、前記ローパスフィルタの特性を
強めることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle automatic steering apparatus according to any one of the first to third aspects, the magnetic sensor serves as the traveling state information detecting means in a lateral direction of the vehicle. A sensor side slip speed detecting unit for detecting a forward sensor side slip speed, wherein the filter characteristic changing unit enhances the characteristics of the low-pass filter as the speed detected by the sensor side slip speed detecting unit increases. It is.

【0011】また、本発明のうち請求項5に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項2乃至4の何れかに係る発
明において、前記ローパスフィルタが一次遅れフィルタ
で構成され、前記フィルタ特性変更手段は、この一次遅
れフィルタの時定数を大きくすることでローパスフィル
タの特性を強めることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the automatic steering apparatus for a vehicle according to the second aspect, the low-pass filter is constituted by a first-order lag filter, and the filter characteristic change is performed. The means enhances the characteristics of the low-pass filter by increasing the time constant of the first-order lag filter.

【0012】また、本発明のうち請求項6に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項2乃至4の何れかに係る発
明において、前記ローパスフィルタがサンプリングされ
る横変位の移動平均を算出する移動平均算出手段で構成
され、前記フィルタ特性変更手段は、この移動平均算出
手段でサンプリングされる横変位の数を多くすることで
ローパスフィルタの特性を強めることを特徴とするもの
である。
According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle automatic steering apparatus according to the second aspect, the low-pass filter calculates a moving average of a lateral displacement sampled. The moving average calculating means is provided, and the filter characteristic changing means enhances the characteristics of the low-pass filter by increasing the number of lateral displacements sampled by the moving average calculating means.

【0013】また、本発明のうち請求項7に係る車両の
自動操舵装置は、車線に沿って埋設された磁力源を検出
する磁気センサと、この磁気センサの検出信号から車両
の横変位を検出する横変位検出手段と、前輪又は後輪を
操舵する操舵アクチュエータと、この操舵アクチュエー
タによって操舵される前輪又は後輪の舵角を検出する舵
角検出手段と、車両の走行状態に関する情報を検出する
走行状態情報検出手段と、前記走行状態情報検出手段で
検出された走行状態情報から少なくとも車両の横変位推
定値を含む車両の状態量を推定すると共に、当該車両の
横変位推定値と前記検出された車両の横変位との誤差に
応じて車両の状態量推定値を補正可能な状態量推定手段
と、前記車両の横変位推定値が目標横変位になるように
前記操舵アクチュエータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記走行状態情報検出手段で検出され
た走行状態情報に応じて前記状態量推定手段での車両の
状態量の補正を変更する補正変更手段を備えたことを特
徴とするものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle, comprising: a magnetic sensor for detecting a magnetic force source embedded along a lane; and detecting a lateral displacement of the vehicle from a detection signal of the magnetic sensor. Lateral displacement detecting means, a steering actuator for steering a front wheel or a rear wheel, a steering angle detecting means for detecting a steering angle of a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator, and detecting information on a running state of the vehicle. Traveling state information detecting means, and estimating a state quantity of the vehicle including at least an estimated lateral displacement value of the vehicle from the traveling state information detected by the traveling state information detecting means; State amount estimating means capable of correcting a state amount estimated value of the vehicle in accordance with an error with respect to the lateral displacement of the vehicle, and the steering actuator so that the estimated lateral displacement value of the vehicle becomes a target lateral displacement. And control means for controlling over data,
The control means includes correction changing means for changing correction of the state quantity of the vehicle by the state quantity estimating means in accordance with the running state information detected by the running state information detecting means. is there.

【0014】また、本発明のうち請求項8に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項7に係る発明において、前
記走行状態情報検出手段として車線の曲率を検出する車
線曲率検出手段を備え、前記補正変更手段は、前記車線
曲率検出手段で検出される車線の曲率が大きくなるほ
ど、前記状態量推定手段での車両の状態量推定値の補正
を弱めることを特徴とするものである。
The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 8 of the present invention, in the invention according to claim 7, further comprises a lane curvature detecting means for detecting a lane curvature as the traveling state information detecting means. The correction change unit weakens the correction of the estimated state value of the vehicle by the state amount estimation unit as the curvature of the lane detected by the lane curvature detection unit increases.

【0015】また、本発明のうち請求項9に係る車両の
自動操舵装置は、前記請求項7又は8に係る発明におい
て、前記走行状態情報検出手段として車速を検出する車
速検出手段を備え、前記補正変更手段は、前記車速検出
手段で検出される車速が大きくなるほど、前記状態量推
定手段での車両の状態量推定値の補正を弱めることを特
徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, an automatic steering apparatus for a vehicle according to the seventh or eighth aspect further comprises a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed as the traveling state information detecting means. The correction changing unit weakens the correction of the estimated state value of the vehicle by the state amount estimating unit as the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting unit increases.

【0016】また、本発明のうち請求項10に係る車両
の自動操舵装置は、前記請求項7乃至9の何れかに係る
発明において、前記走行状態情報検出手段として前記磁
気センサが車両横方向に進むセンサ横滑り速度を検出す
るセンサ横滑り速度検出手段を備え、前記補正変更手段
は、前記センサ横滑り速度検出手段で検出される車速が
大きくなるほど、前記状態量推定手段での車両の状態量
推定値の補正を弱めることを特徴とするものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the automatic steering apparatus for a vehicle according to the seventh aspect, the magnetic sensor as the traveling state information detecting means is provided in a lateral direction of the vehicle. A sensor side slip speed detecting unit that detects a forward sensor side slip speed, wherein the correction changing unit is configured to detect a vehicle state amount estimated value by the state amount estimating unit as the vehicle speed detected by the sensor side slip speed detecting unit increases. It is characterized in that the correction is weakened.

【0017】また、本発明のうち請求項11に係る車両
の自動操舵装置は、前記請求項8乃至10の何れかに係
る発明において、前記状態量推定手段がカルマンフィル
タで構成され、前記補正量変更手段は、このカルマンフ
ィルタのうち、前記推定された横変位と検出された横変
位との誤差に係るゲインを小さくすることで車両の状態
量の補正を弱めることを特徴とするものである。
In the automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 11 of the present invention, in the invention according to any one of claims 8 to 10, the state quantity estimating means comprises a Kalman filter, and In the Kalman filter, the correction of the state quantity of the vehicle is weakened by reducing a gain relating to an error between the estimated lateral displacement and the detected lateral displacement.

【0018】[0018]

【発明の効果】而して、本発明のうち請求項1に係る車
両の自動操舵装置によれば、車線に沿って埋設された磁
力源の磁力を磁気センサで検出して、その検出信号から
車両の横変位を検出し、この検出された横変位が目標と
する横変位に一致するように操舵アクチュエータを制御
して前輪又は後輪を自動操舵するにあたり、車両の走行
状態情報に応じて、検出される横変位のノイズを除去す
るためのローパスフィルタの特性を変更する構成とした
ため、車両,つまり磁気センサと磁力源との相対速度が
大きくなるに従って、ローパスフィルタの特性,つまり
高周波除去特性を強めることで、離散化に伴うノイズを
除去して制御の正確性を高めることができると共に、前
記車両,つまり磁気センサと磁力源との相対速度が小さ
いときにはローパスフィルタの応答遅れを小さくして制
御の応答性を高めることも可能となる。
Thus, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the first aspect of the present invention, the magnetic force of the magnetic force source embedded along the lane is detected by the magnetic sensor, and the detection signal is obtained from the detection signal. Detecting the lateral displacement of the vehicle and controlling the steering actuator so that the detected lateral displacement matches the target lateral displacement to automatically steer the front wheel or the rear wheel, according to the traveling state information of the vehicle, Since the configuration of the low-pass filter for removing the noise of the detected lateral displacement is changed, as the vehicle, that is, the relative speed between the magnetic sensor and the magnetic force source increases, the characteristic of the low-pass filter, that is, the high-frequency removal characteristic, By increasing the strength, the accuracy of the control can be improved by removing the noise associated with the discretization, and when the relative speed between the vehicle, that is, the magnetic sensor and the magnetic force source is low, the low-power It is possible to a response delay of the filter reduced to improve the responsiveness of the control.

【0019】また、本発明のうち請求項2に係る車両の
自動操舵装置によれば、車両が走行している車線の曲率
を検出し、この車線の曲率が大きくなるほど、磁気セン
サと磁力源との横方向への相対速度,つまり横滑り速度
が大きいから、この曲率が大きくなるほど、ローパスフ
ィルタの高周波除去特性を強めることで、離散化に伴う
ノイズを確実に除去して制御の正確性を高めると共に、
車線の曲率の小さいときには応答遅れを小さくして制御
の応答性を高めることも可能となる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the second aspect of the present invention, the curvature of the lane in which the vehicle is traveling is detected, and the larger the curvature of the lane, the more the magnetic sensor and the magnetic force source become. Since the relative speed in the lateral direction, that is, the side slip speed, is large, the larger the curvature, the stronger the high-frequency removal characteristics of the low-pass filter, so that the noise accompanying the discretization is reliably removed, and the control accuracy is improved. ,
When the curvature of the lane is small, the response delay can be reduced to increase the control response.

【0020】また、本発明のうち請求項3に係る車両の
自動操舵装置によれば、検出される車速が大きくなるほ
ど、磁気センサと磁力源との前後方向への相対速度が大
きいから、この車速が大きくなるほど、ローパスフィル
タの高周波除去特性を強めることで、離散化に伴うノイ
ズを確実に除去して制御の正確性を高めると共に、車速
の小さいときには応答遅れを小さくして制御の応答性を
高めることも可能となる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the third aspect of the present invention, as the detected vehicle speed increases, the relative speed of the magnetic sensor and the magnetic force source in the front-rear direction increases. As the value increases, the high-frequency removal characteristics of the low-pass filter are strengthened to reliably remove the noise associated with the discretization and improve the accuracy of the control. When the vehicle speed is low, the response delay is reduced to enhance the control response. It is also possible.

【0021】また、本発明のうち請求項4に係る車両の
自動操舵装置によれば、磁気センサが車両横方向に進む
センサ横滑り速度,つまり磁気センサと磁力源との横方
向への相対的な横滑り速度を検出し、このセンサ横滑り
速度が大きくなるほど、ローパスフィルタの高周波除去
特性を強めることで、離散化に伴うノイズを確実に除去
して制御の正確性を高めると共に、センサ横滑り速度の
小さいときには応答遅れを小さくして制御の応答性を高
めることも可能となる。
Further, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the fourth aspect of the present invention, the sensor side slip speed at which the magnetic sensor advances in the lateral direction of the vehicle, that is, the relative lateral displacement of the magnetic sensor and the magnetic force source. By detecting the skid speed, the higher the sensor skid speed, the stronger the high-frequency removal characteristics of the low-pass filter to reliably remove the noise associated with discretization and improve the control accuracy. It is also possible to increase the control response by reducing the response delay.

【0022】また、本発明のうち請求項5に係る車両の
自動操舵装置によれば、前記ローパスフィルタを一次遅
れフィルタで構成し、前述したような車両の走行状態の
情報に応じて、この一次遅れフィルタの時定数を大きく
することでローパスフィルタの特性を強めることによ
り、前記請求項1乃至4の自動操舵装置を実施化でき
る。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the low-pass filter is constituted by a first-order lag filter, and the first-order lag filter is used in accordance with the information on the running state of the vehicle as described above. By enhancing the characteristics of the low-pass filter by increasing the time constant of the delay filter, the automatic steering apparatus according to any one of claims 1 to 4 can be implemented.

【0023】また、本発明のうち請求項6に係る車両の
自動操舵装置によれば、前記ローパスフィルタを、サン
プリングされる横変位の移動平均を算出する移動平均算
出手段で構成し、前述したような車両の走行状態の情報
に応じて、この移動平均算出手段でサンプリングされる
横変位の数を多くすることでローパスフィルタの特性を
強めることにより、前記請求項1乃至4の自動操舵装置
を実施化できる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the sixth aspect of the present invention, the low-pass filter is constituted by a moving average calculating means for calculating a moving average of the sampled lateral displacement. 5. The automatic steering apparatus according to claim 1, wherein the characteristic of the low-pass filter is enhanced by increasing the number of lateral displacements sampled by the moving average calculating means in accordance with the information on the running state of the vehicle. Can be

【0024】また、本発明のうち請求項7に係る車両の
自動操舵装置によれば、車線に沿って埋設された磁力源
の磁力を磁気センサで検出して、その検出信号から車両
の横変位を検出すると共に、検出された車両の走行状態
情報から少なくとも車両の横変位推定値を含む車両の状
態量を推定しながら、この横変位推定値と前記検出され
た横変位との誤差に応じて推定する車両の状態量を補正
し、この横変位推定値が前記目標横変位に一致するよう
に操舵アクチュエータを制御して前輪又は後輪を自動操
舵するにあたり、車両の走行状態情報に応じて、前記推
定される車両の状態量の補正を変更する構成としたた
め、車両,つまり磁気センサと磁力源との相対速度が大
きくなるに従って、推定される車両の状態量の補正を弱
めることで、検出される横変位の離散化に伴うノイズが
車両の状態量推定値の補正に及ぼす影響を除去して制御
の正確性を高めることができると共に、前記車両,つま
り磁気センサと磁力源との相対速度が小さいときには補
正を強めて制御の応答性を高めることも可能となる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the magnetic force of a magnetic force source embedded along the lane is detected by the magnetic sensor, and the lateral displacement of the vehicle is detected from the detection signal. And at the same time estimating the state quantity of the vehicle including at least the estimated lateral displacement value of the vehicle from the detected traveling state information of the vehicle, according to the error between the estimated lateral displacement value and the detected lateral displacement. Correcting the state quantity of the vehicle to be estimated, upon controlling the steering actuator so that the lateral displacement estimated value matches the target lateral displacement and automatically steering the front wheel or the rear wheel, according to the traveling state information of the vehicle, Since the correction of the estimated vehicle state quantity is changed, the correction of the estimated vehicle state quantity is weakened as the relative speed between the vehicle, that is, the magnetic sensor and the magnetic force source increases. In addition to removing the influence of the noise accompanying the discretization of the lateral displacement on the correction of the estimated state value of the vehicle, the accuracy of control can be improved, and the relative speed between the vehicle, that is, the magnetic sensor and the magnetic force source is reduced. When the value is small, it is possible to increase the correction and enhance the response of the control.

【0025】また、本発明のうち請求項8に係る車両の
自動操舵装置によれば、車両が走行している車線の曲率
を検出し、この車線の曲率が大きくなるほど、磁気セン
サと磁力源との横方向への相対速度,つまり横滑り速度
が大きいから、この曲率が大きくなるほど、推定される
車両の状態量の補正を弱めることで、検出される横変位
の離散化に伴うノイズの影響を確実に抑制して制御の正
確性を高めると共に、車線の曲率の小さいときには補正
を強くして制御の応答性を高めることも可能となる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 8 of the present invention, the curvature of the lane in which the vehicle is traveling is detected, and the larger the curvature of the lane, the more the magnetic sensor and the magnetic force source become. Since the relative speed in the lateral direction of the vehicle, that is, the side slip speed, is large, the greater the curvature, the weaker the correction of the estimated state of the vehicle, thereby ensuring the effect of noise accompanying the discretization of the detected lateral displacement. , Control accuracy can be improved, and when the curvature of the lane is small, the correction can be enhanced to increase the control responsiveness.

【0026】また、本発明のうち請求項9に係る車両の
自動操舵装置によれば、検出される車速が大きくなるほ
ど、磁気センサと磁力源との前後方向への相対速度が大
きいから、この車速が大きくなるほど、推定される車両
の状態量の補正を弱めることで、検出される横変位の離
散化に伴うノイズの影響を確実に抑制して制御の正確性
を高めると共に、車速の小さいときには補正を強くして
制御の応答性を高めることも可能となる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the ninth aspect of the present invention, as the detected vehicle speed increases, the relative speed of the magnetic sensor and the magnetic force source in the front-rear direction increases. As the vehicle speed becomes larger, the correction of the estimated state of the vehicle is weakened, thereby reliably suppressing the influence of noise accompanying the discretization of the detected lateral displacement and improving the control accuracy. Can be increased to increase control responsiveness.

【0027】また、本発明のうち請求項10に係る車両
の自動操舵装置によれば、磁気センサが車両横方向に進
むセンサ横滑り速度,つまり磁気センサと磁力源との横
方向への相対的な横滑り速度を検出し、このセンサ横滑
り速度が大きくなるほど、推定される車両の状態量の補
正を弱めることで、検出される横変位の離散化に伴うノ
イズの影響を確実に抑制して制御の正確性を高めると共
に、センサ横滑り速度の小さいときには補正を強くして
制御の応答性を高めることも可能となる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the tenth aspect of the present invention, the sensor side slip speed at which the magnetic sensor advances in the lateral direction of the vehicle, that is, the relative lateral displacement of the magnetic sensor and the magnetic force source. The sensor detects the skid speed, and as the skid speed increases, the correction of the estimated state of the vehicle is weakened, so that the influence of noise due to the discretization of the detected lateral displacement is reliably suppressed and the control accuracy is improved. When the sensor skid speed is low, it is possible to enhance the correction and enhance the control responsiveness.

【0028】また、本発明のうち請求項11に係る車両
の自動操舵装置によれば、前記状態量推定手段をカルマ
ンフィルタで構成し、前述したような車両の走行状態の
情報に応じて、このカルマンフィルタのうち、前記推定
された横変位と検出された横変位との誤差に係るゲイン
を小さくすることで車両の状態量の補正を弱めることに
より、前記請求項7乃至10の自動操舵装置を実施化で
きる。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the eleventh aspect of the present invention, the state quantity estimating means is constituted by a Kalman filter, and the Kalman filter is used in accordance with the information on the running state of the vehicle as described above. 11. The automatic steering apparatus according to claim 7, wherein the correction of the state quantity of the vehicle is weakened by reducing a gain relating to an error between the estimated lateral displacement and the detected lateral displacement. it can.

【0029】[0029]

【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。ここでは、前輪のみを操舵する自
動操舵装置について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, an automatic steering device that steers only the front wheels will be described.

【0030】図1は、本発明の第1実施形態の自動操舵
装置を示す概略構成図である。同図の符号12は前左右
輪、15は後左右輪を示し、前左右輪12にはごく一般
的なラックアンドピニオン式の操舵機構が付加されてい
る。この操舵機構は、前左右輪12の操舵軸(タイロッ
ド)に接続されるラック11と、これに噛合するピニオ
ン10と、このピニオン10をステアリングホイール1
4に与えられる操舵トルクで回転させるステアリングシ
ャフト9とを備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an automatic steering system according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 12 in the figure denotes front left and right wheels, and reference numeral 15 denotes rear right and left wheels. The front left and right wheels 12 are provided with a very common rack and pinion type steering mechanism. The steering mechanism includes a rack 11 connected to a steering shaft (tie rod) of front left and right wheels 12, a pinion 10 meshing with the rack 11, and a steering wheel 1
And a steering shaft 9 rotated by the steering torque given to the steering shaft 4.

【0031】また、前記ステアリングシャフト9には、
前左右輪12を自動操舵するための自動操舵機構も付加
されている。この自動操舵機構は、前記ステアリングシ
ャフト9に同軸に取付けられたドリブンギヤ8と、これ
に噛合するドライブギヤ7と、このドライブギヤ7を回
転駆動するモータ5である。なお、モータ5とドライブ
ギヤ7との間にはクラッチ機構6が介装されており、自
動操舵制御時にのみクラッチ機構6が接続され、そうで
ないときにはクラッチ機構6が離間してモータ5の回転
力がステアリングシャフト9に入力されないようにして
いる。そして、これらの機構で操舵アクチュエータを構
成し、前記モータ5を含む自動操舵機構は、後述する制
御手段たる自動操舵コントロールユニット13からの制
御信号で制御される。
The steering shaft 9 includes:
An automatic steering mechanism for automatically steering the front left and right wheels 12 is also added. The automatic steering mechanism includes a driven gear 8 coaxially mounted on the steering shaft 9, a drive gear 7 meshing with the driven gear 8, and a motor 5 for rotating the drive gear 7. Note that a clutch mechanism 6 is interposed between the motor 5 and the drive gear 7, and the clutch mechanism 6 is connected only during automatic steering control. Otherwise, the clutch mechanism 6 is separated and the torque of the motor 5 is increased. Is not input to the steering shaft 9. These mechanisms constitute a steering actuator, and the automatic steering mechanism including the motor 5 is controlled by a control signal from an automatic steering control unit 13 which is control means described later.

【0032】また、この車両には、走行状態情報検出手
段である種々のセンサ類が取付けられている。符号3は
舵角センサ(舵角検出手段)であり、ステアリングシャ
フト9の回転角から前左右輪12の実前輪舵角δf を割
出して自動操舵コントロールユニット13に出力する。
また、図中の符号4は車速センサであり、例えば変速機
の出力軸の回転速度から車両の移動速度(車速v)を割
出して自動操舵コントロールユニット13に出力する。
また、図中の符号16は車線の曲率を検出する車線曲率
検出装置であり、例えば車線脇から無線送信される車線
曲率情報を得て、その車線曲率ρを自動操舵コントロー
ルユニット13に出力する。なお、この車線曲率検出装
置は、コントロールユニット13内で実行される演算処
理によって構成されるようにソフト化してもよく、その
簡潔な内容については後述する。
Further, the vehicle is provided with various sensors as running state information detecting means. Reference numeral 3 denotes a steering angle sensor (steering angle detection means) to the automatic steering control unit 13 indexes the actual front wheel steering angle [delta] f of the front left and right wheels 12 from the rotation angle of the steering shaft 9.
Reference numeral 4 in the figure denotes a vehicle speed sensor, for example, which determines the moving speed (vehicle speed v) of the vehicle from the rotation speed of the output shaft of the transmission, and outputs it to the automatic steering control unit 13.
Reference numeral 16 in the figure denotes a lane curvature detecting device that detects the curvature of the lane. For example, the lane curvature information wirelessly transmitted from the side of the lane is obtained, and the lane curvature ρ is output to the automatic steering control unit 13. The lane curvature detecting device may be softwareized so as to be configured by arithmetic processing executed in the control unit 13, and its brief contents will be described later.

【0033】一方、磁力源として車線に沿って埋設され
た図示されない磁石の磁力は、車両の前方下部に取付け
られた磁気センサ1で検出される。この磁気センサ1
は、単に磁石の磁力の大きさだけでなく、その磁力ベク
トルを、車両上下方向に相当する縦成分と、車両幅方向
に相当する横成分とに分解して、その夫々の方向と大き
さとを検出することができる。
On the other hand, the magnetic force of a magnet (not shown) buried along the lane as a magnetic force source is detected by a magnetic sensor 1 attached to a lower front part of the vehicle. This magnetic sensor 1
Decomposes not only the magnitude of the magnetic force of the magnet but also its magnetic force vector into a vertical component corresponding to the vehicle vertical direction and a horizontal component corresponding to the vehicle width direction, and calculates the respective directions and magnitudes. Can be detected.

【0034】この磁気センサ1の検出信号は、横変位検
出手段を構成する横変位検出装置2に出力される。この
横変位検出装置2は、後述する原理に基づいて、検出さ
れる磁力ベクトルの縦横成分比から車両(厳密には磁気
センサ1)の車線(厳密には磁石)に対する横変位の方
向と大きさとを検出(算出)する。なお、この横変位検
出装置2は、図示されないマイクロコンピュータ等の離
散化したディジタルシステムで構成されているため、前
述したような横変位のサンプリングは、予め設定された
サンプリングタイミングでしか行われない。この横変位
検出装置2で検出された車両の横変位yは、制御手段を
構成し且つ自動操舵制御を司る自動操舵コントロールユ
ニット13に出力される。
The detection signal of the magnetic sensor 1 is output to a lateral displacement detecting device 2 constituting a lateral displacement detecting means. The lateral displacement detecting device 2 calculates the direction and magnitude of the lateral displacement of the vehicle (strictly speaking, the magnetic sensor 1) with respect to the lane (strictly speaking, the magnet) based on the vertical and horizontal component ratio of the detected magnetic force vector based on the principle described later. Is detected (calculated). Since the lateral displacement detecting device 2 is constituted by a discrete digital system such as a microcomputer (not shown), the sampling of the lateral displacement as described above is performed only at a preset sampling timing. The lateral displacement y of the vehicle detected by the lateral displacement detecting device 2 is output to an automatic steering control unit 13 which constitutes a control means and performs automatic steering control.

【0035】前記自動操舵コントロールユニット13
は、図示されないマイクロコンピュータのような離散化
されたディジタルシステムで構成されている。このディ
ジタルシステムは、既存のマイクロコンピュータと同様
に、前記各センサ類からの検出信号を読込むための入力
インタフェース回路や、必要なプログラムや演算結果等
を記憶するROM,RAM等の記憶装置や、実際に演算
処理を行うと共に或る程度のバッファ機構を備えたマイ
クロプロセサユニット等の演算処理装置や、この演算処
理装置で設定した制御信号を前記自動操舵機構のモータ
5に出力するための出力インタフェース回路等を備えて
いる。
The automatic steering control unit 13
Is composed of a discretized digital system such as a microcomputer (not shown). This digital system, like an existing microcomputer, has an input interface circuit for reading detection signals from the sensors, a storage device such as a ROM and a RAM for storing necessary programs and calculation results, and an actual storage device. An arithmetic processing device such as a microprocessor unit which performs arithmetic processing and has a certain buffer mechanism, an output interface circuit for outputting a control signal set by the arithmetic processing device to the motor 5 of the automatic steering mechanism, etc. It has.

【0036】次に、前記コントロールユニット13内で
実行される本実施形態の演算処理について図2のフロー
チャートを用いて説明する。なお、このフローチャート
では、特に情報の授受のためのステップを設けていない
が、演算処理装置で読込まれた情報や物理量或いは演算
された演算結果は随時記憶装置に更新記憶されるし、演
算処理に必要はプログラムやマップ,テーブル等は随時
記憶装置から演算処理装置のバッファに読込まれる。
Next, the arithmetic processing of the present embodiment executed in the control unit 13 will be described with reference to the flowchart of FIG. Although this flowchart does not particularly include a step for exchanging information, the information read by the arithmetic processing unit, the physical quantity, or the calculated operation result is updated and stored in the storage device at any time. Necessarily, programs, maps, tables, and the like are read from the storage device to the buffer of the arithmetic processing device at any time.

【0037】この演算処理は、例えば10msec. といっ
た予め設定されたサンプリング時間ΔT毎にタイマ割込
処理として実行され、まずステップS1で前記横変位検
出装置2からの横変位yを読込む。
This arithmetic processing is executed as a timer interrupt processing at every preset sampling time ΔT of, for example, 10 msec. First, at step S1, the lateral displacement y from the lateral displacement detecting device 2 is read.

【0038】次にステップS2に移行して、前記車線曲
率検出装置16からの車線曲率ρを読込む。次にステッ
プS3に移行して、前記車速センサ4からの車速vを読
込む。
Next, the process proceeds to step S2, where the lane curvature ρ from the lane curvature detector 16 is read. Next, the process proceeds to step S3, where the vehicle speed v from the vehicle speed sensor 4 is read.

【0039】次にステップS4に移行して、下記1式に
従ってセンサ横滑り速度vs を算出する。なお、下記1
式の算出原理については後段に詳述する。 vs =Ls ・ρ・v+v・b・ρ −(m・a・ρ・v3 )/((a+b)・Cr ) ……… (1) 但し、 Ls :磁気センサと車両重心点との平面視における距離 a :前輪軸と車両重心点との平面視における距離 b :後輪軸と車両重心点との平面視における距離 m :車両質量 Cr :後左右二輪のコーナリングスティフネス である。
[0039] Next, the process proceeds to step S4, and calculates the sensor side-slip velocity v s in accordance with one formula below. The following 1
The principle of calculating the formula will be described in detail later. v s = L s · ρ · v + v · b · ρ − (m · a · ρ · v 3 ) / ((a + b) · C r ) (1) where L s is the magnetic sensor and the center of gravity of the vehicle. A: the distance between the front wheel axle and the center of gravity of the vehicle in plan view b: the distance between the rear axle and the center of gravity of the vehicle in plan view m: vehicle mass Cr : the cornering stiffness of the rear left and right two wheels.

【0040】次にステップS5に移行して、ローパスフ
ィルタの時定数τを、例えば図3の制御マップに従って
設定する。この制御マップでは、横軸を車速vとし、更
にセンサ横滑り速度vs をパラメータとして、縦軸にロ
ーパスフィルタの時定数τを設定する。そして、車速v
が大きいほど、またセンサ横滑り速度vs が大きいほど
ローパスフィルタの時定数τは二次関数的に大きく設定
される。なお、後述のように横滑り速度vs に代えて又
はこれに加えて車線曲率ρを用いてもよい。
Next, the process proceeds to step S5, where the time constant τ of the low-pass filter is set, for example, according to the control map of FIG. In this control map, the horizontal axis represents the vehicle speed v, further sensors side-slip velocity v s as parameters, sets the time constant τ of the low-pass filter to the vertical axis. And the vehicle speed v
The larger and the time constant τ of the low-pass filter as the sensor side slip velocity v s is large is set quadratically larger. It is also possible to use the lane curvature ρ in lieu of or in addition to the side-slip velocity v s as described below.

【0041】次にステップS6に移行して、前記ステッ
プS5で設定された時定数τを用いて、前記読込まれた
横変位に、下記10式で表される一次遅れ伝達関数G
(s) からなるローパスフィルタ処理を施して、高周波成
分,つまりノイズ成分が除去された横変位(以下、単に
ノイズ除去横変位とも記す)yL を算出する。
Next, the process proceeds to step S6, where the first-order lag transfer function G represented by the following equation (10) is added to the read lateral displacement using the time constant τ set in step S5.
by performing low-pass filtering process consisting of (s), the high-frequency component, i.e. the lateral displacement which the noise components have been removed (hereinafter, simply referred to as noise removal lateral displacement) calculating the y L.

【0042】 G(s) =1/(τS+1) ………(10) 次にステップS7に移行して、前記ノイズ除去横変位y
L ,車速v,車線曲率ρを用いて、下記2〜4式に従っ
て目標前輪舵角δfdを算出設定する。なお、各算出式の
算出原理については後段に詳述する。また、4式中の比
例ゲインKp ,微分ゲインKd ,積分ゲインKi の夫々
は、何れも車速v及び車線曲率ρの関数であり、車速v
が大きくなるほど、また車線曲率ρが大きくなるほど、
算出される補正前輪舵角Δδfdが小さくなるように設定
されている。また、3式で算出されるδf0を、その車線
の曲率に応じて定常的に設定される定常前輪舵角と定義
する。
G (s) = 1 / (τS + 1) (10) Next, the process proceeds to step S7, where the noise removal lateral displacement y is calculated.
Using L , vehicle speed v, and lane curvature ρ, the target front wheel steering angle δ fd is calculated and set according to the following equations (2) to (4). The calculation principle of each calculation formula will be described later in detail. Further, the proportional gain K p in Equation 4, the derivative gain K d, respectively is the integral gain K i, both a function of the vehicle speed v and the lane curvature [rho, the vehicle speed v
Increases, and as the lane curvature ρ increases,
The calculated corrected front wheel steering angle Δδ fd is set to be small. In addition, δf0 calculated by Equation 3 is defined as a steady front wheel steering angle that is constantly set according to the curvature of the lane.

【0043】 δfd=δf0+Δδfd ……… (2) δf0=(a+b)・ρ +(m・ρ・v2 ・(b・Cr −a・Cf ))/((a+b)・Cf ・Cr ) ……… (3) Δδfd=(Kp +Kd ・S+Ki /S)・(yL −yd ) ……… (4) 但し、 Cf :前左右二輪のコーナリングスティフネス S :ラプラス演算子 である。Δ fd = δ f0 + Δδ fd (2) δ f0 = (a + b) · ρ + (m · ρ · v 2 · (b · C r −a · C f )) / ((a + b)・ C f・ C r ) (3) Δδ fd = (K p + K d・ S + K i / S) ・ (y L −y d ) (4) where C f : front left and right two wheels Cornering stiffness S: Laplace operator.

【0044】また、yd を目標横変位とする。次にステ
ップS8に移行して、前記設定された目標前輪舵角δfd
に実前輪舵角δf を一致させるフィードバック制御の制
御信号を創成し出力してからメインプログラムに復帰す
る。
Further, let y d be the target lateral displacement. Next, the process proceeds to step S8, where the set target front wheel steering angle δ fd is set.
And creating a control signal for feedback control to match the actual front wheel steering angle [delta] f and outputs return to the main program to.

【0045】次に、前記1式の算出原理について説明す
る。本実施形態のように後輪を操舵しない場合,つまり
後輪舵角が常時零であるときの運動方程式は、二輪モデ
ルを用いて下記5式及び6式で表される。
Next, the calculation principle of the above equation (1) will be described. The equations of motion when the rear wheels are not steered as in the present embodiment, that is, when the rear wheel steering angle is always zero, are expressed by the following equations 5 and 6 using a two-wheel model.

【0046】 m・v・(ψ' +β' )=Cf ・(δf −(a・ψ' +v・β)/v) +Cr ・(−(v・β−b・ψ' )/v) ……… (5) I・ψ''=a・Cf ・(δf −(a・ψ' +v・β)/v) −b・Cr ・(−(v・β−b・ψ' )/v) ……… (6) 但し、 ψ' :ヨーレイト β' :車両重心点の横滑り角速度 β :車両重心点の横滑り角 I :車両の慣性モーメント ψ'':ヨー角加速度 である。M · v · (ψ ′ + β ′) = C f · (δ f − (a · ψ ′ + v · β) / v) + C r · (− (v · β−b · ψ ′) / v ) (5) I · ψ ″ = a · Cf · (δ f − (a · ψ ′ + v · β) / v) −b · Cr · (− (v · β−b · ψ) ') / V) (6) where ψ': yaw rate β ': sideslip angular velocity at the center of gravity of the vehicle β: sideslip angle at the center of gravity of the vehicle I: moment of inertia of the vehicle ψ'': yaw angular acceleration.

【0047】また、旋回運動の定常状態におけるヨーレ
イトψ' は車線曲率ρと車速vとから下記7式で表され
る。 ψ' =ρ・v ……… (7) また、旋回運動の定常状態では車両重心点の横滑り角速
度β' もヨー角加速度ψ''も共に零であるから、それを
下記8式で表す。
The yaw rate ψ ′ in the steady state of the turning motion is expressed by the following equation from the lane curvature ρ and the vehicle speed v. ψ ′ = ρ · v (7) In the steady state of the turning motion, both the sideslip angular velocity β ′ and the yaw angular acceleration ψ ″ at the center of gravity of the vehicle are zero.

【0048】 β' =ψ''=0 ……… (8) また、磁気センサ位置での横滑り速度vs は、ヨーレイ
トψ' 及び横滑り角βを用いて下記9式で与えられるも
のである。
The β '= ψ''= 0 ......... (8) In addition, side-slip velocity v s of the magnetic sensor position are those given by the following formula (9) by using the yaw rate [psi' and slip angle beta.

【0049】 vs =Ls ・ψ' +v・β ……… (9) この5式乃至9式を解いて前記1式を得る。次に、前記
3式及び4の算出原理についても、本実施形態のように
後輪を操舵しない場合,つまり後輪舵角が常時零である
場合には、前記5式乃至8式において、定常的な前輪舵
角δf を定常前輪舵角δf0として、この定常前輪舵角δ
f0について解けば前記3式を得る。また、補正前輪舵角
Δδfdについては、前記定常前輪舵角δf0を与えたとき
のノイズ除去横変位yL のフィードバック制御による補
正分と考えれば、固定制御理論にいう所謂PID制御か
ら前記4式が与えられる。なお、前記比例ゲインKp
微分ゲインKd ,積分ゲインKi の調整手法については
十分に周知であるから、その説明を省略する。
V s = L s · ψ ′ + v · β (9) The above equation (1) is obtained by solving equations (5) to (9). Next, as for the calculation principles of Equations 3 and 4, when the rear wheels are not steered as in the present embodiment, that is, when the rear wheel steering angle is always zero, the steady equations in Equations 5 to 8 are used. The normal front wheel steering angle δ f is defined as the steady front wheel steering angle δ f0 , and this steady front wheel steering angle δ
Solving for f0 gives the above three equations. Further, regarding the corrected front wheel steering angle Δδ fd , assuming that the corrected front wheel steering angle δ f0 is a correction amount by feedback control of the noise elimination lateral displacement y L when the steady front wheel steering angle δ f0 is given, the so-called PID control described in the fixed control theory is changed to 4 An expression is given. Note that the proportional gain K p ,
Derivative gain K d, because it is sufficiently well known for a reconciliation technique integral gain K i, a description thereof will be omitted.

【0050】次に、本実施形態の作用について説明す
る。ここで、磁力源として磁石を用いた場合、当該磁石
からの磁力に基づいて車線に対する車両の横変位を検出
する原理について簡潔に説明する。磁石からの磁力線が
図8のように発生しているとき、磁気センサのレベル
(高さ)は一定であるから、検出される磁力ベクトルの
縦横成分の比が分かれば、磁気センサ,つまり車両は磁
石,つまり車線に対してどの程度横方向にずれているか
が分かる。即ち、磁気センサが磁石の真上にあれば、検
出される磁力ベクトルの縦横成分の比は1:0になる
し、それが横方向にずれればずれるほど、検出される磁
力ベクトルの横成分が大きくなり、縦成分は小さくな
る。また、磁力ベクトルの横成分の発生方向から、磁気
センサ,つまり車両が磁石,つまり車線に対して、どち
らにずれているかも分かる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. Here, when a magnet is used as a magnetic force source, the principle of detecting the lateral displacement of the vehicle with respect to the lane based on the magnetic force from the magnet will be briefly described. When the line of magnetic force from the magnet is generated as shown in FIG. 8, the level (height) of the magnetic sensor is constant, so if the ratio of the vertical and horizontal components of the detected magnetic force vector is known, the magnetic sensor, that is, the vehicle, You can see how far the magnets, or lanes, are displaced laterally. In other words, if the magnetic sensor is directly above the magnet, the ratio of the vertical and horizontal components of the detected magnetic force vector becomes 1: 0, and the more it is shifted in the horizontal direction, the more the horizontal component of the detected magnetic force vector is shifted. Becomes large, and the vertical component becomes small. Further, it can be determined from the direction in which the lateral component of the magnetic force vector is generated, which of the magnetic sensor, that is, the vehicle, is deviated from the magnet, that is, the lane.

【0051】次に、この原理を用いて車線に対する車両
の横変位を検出するタイミングについて簡潔に説明す
る。今、車両に取付けられた磁気センサが、図8で説明
したように磁石に対して横方向にずれていないとしたと
き(ずれていても横変位が同じなら結局は同じ)、図9
aに示すように磁気センサと磁石との距離をDとする
と、距離Dと磁力との関係は図9bのように表れる。つ
まり、磁気センサが磁石に最も近いときに、検出される
磁力も最大になる。従って、検出される磁力が最大にな
ったとき、その磁力ベクトルの縦横成分比から車両の横
変位を正確に検出することが可能となる。
Next, the timing for detecting the lateral displacement of the vehicle with respect to the lane using this principle will be briefly described. Now, assuming that the magnetic sensor attached to the vehicle is not displaced in the lateral direction with respect to the magnet as described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9A, assuming that the distance between the magnetic sensor and the magnet is D, the relationship between the distance D and the magnetic force appears as shown in FIG. 9B. That is, when the magnetic sensor is closest to the magnet, the detected magnetic force also becomes maximum. Therefore, when the detected magnetic force becomes the maximum, it becomes possible to accurately detect the lateral displacement of the vehicle from the vertical and horizontal component ratio of the magnetic force vector.

【0052】そこで、この検出された横変位を用いて前
述のように目標とする横変位に一致するように操舵アク
チュエータを制御する場合に、本実施形態では、前記検
出された横変位にローパスフィルタをかけてノイズを除
去する。
Therefore, in the case where the steering actuator is controlled using the detected lateral displacement so as to coincide with the target lateral displacement as described above, in the present embodiment, a low-pass filter is applied to the detected lateral displacement. To remove noise.

【0053】次に、前述のようにして検出される横変位
yのノイズ成分について説明する。このような車線に沿
って埋設された磁石等の磁力源の磁力を磁気センサで検
出して車線に対する車両の横変位を検出する手法では、
実際の車両で検出される横変位にノイズ(誤差成分を含
む)が多い。これについては、例えば図10に示すよう
に、車線の幅を示す二本の白線の中央に相当する車線中
央に磁石等の磁力源が正確に埋設されていないせいだと
考えられてきた。つまり、本来、車線中央にあるべき磁
石等の磁力源が横方向にずれて埋設されていれば、検出
される横変位は図11に示すように、車両(正確には磁
気センサ)が仮に車線中央に沿って移動したとしても、
恰も横方向にずれているかのように誤認識してしまう。
Next, the noise component of the lateral displacement y detected as described above will be described. In a method of detecting the magnetic force of a magnetic force source such as a magnet buried along the lane with a magnetic sensor to detect the lateral displacement of the vehicle with respect to the lane,
There are many noises (including error components) in the lateral displacement detected by the actual vehicle. This has been considered to be because, for example, as shown in FIG. 10, a magnetic force source such as a magnet is not accurately embedded in the center of the lane corresponding to the center of two white lines indicating the width of the lane. That is, if a magnetic force source such as a magnet, which should be originally located at the center of the lane, is buried with a lateral shift, the detected lateral displacement is, as shown in FIG. Even if you move along the center,
It is erroneously recognized as if it is shifted in the horizontal direction.

【0054】しかしながら、この検出される横変位yの
ノイズ成分には、この他に、以下のようなノイズ成分も
ある。即ち、前述のような車両の自動操舵装置は、一般
に高度な演算処理を必要とすることから離散化したディ
ジタルシステムで構成される。従って、例えば前述のよ
うに磁気センサで磁石の磁力を検出する,そのサンプリ
ングタイミングと、実際に磁気センサが磁石に最も近づ
くタイミングとがずれてしまう可能性がある。この可能
性は、磁石と磁気センサ,つまり車両との相対速度が大
きくなればなるほど大きくなる。
However, the detected noise component of the lateral displacement y also includes the following noise components. That is, the automatic steering apparatus for a vehicle as described above generally includes a digital system that is discretized because it requires advanced arithmetic processing. Therefore, for example, as described above, there is a possibility that the sampling timing when the magnetic force of the magnet is detected by the magnetic sensor differs from the timing when the magnetic sensor actually comes closest to the magnet. This possibility increases as the relative speed between the magnet and the magnetic sensor, that is, the vehicle, increases.

【0055】これを実際の車両で再現すると、例えば車
速vが大きくなるほど、或いは車線曲率ρが大きくなる
ほど、検出される横変位のノイズ成分が大きくなり、結
果的に自動操舵制御の正確性が低下する。このうち、車
線曲率ρが大きくなるということは、図4に示すよう
に、車線中心線に沿って移動しようとする車両の移動方
向と実際に車両が向いている方向との角度,つまりヨー
角が大きいということであり、それは同時に磁気センサ
の横滑り速度が大きいということである。定常的な旋回
運動中であれば、両者は互いに等価であると評価できる
が、前述した磁力のサンプリングタイミングと磁気セン
サの最接近タイミングとのずれは、磁石と磁気センサ,
つまり車両との相対速度に起因すると考えると、磁気セ
ンサの横滑り速度が大きくなるほど、検出される横変位
のノイズ成分が大きくなると考えるのが妥当であろう。
If this is reproduced in an actual vehicle, for example, as the vehicle speed v increases or the lane curvature ρ increases, the noise component of the detected lateral displacement increases, and as a result, the accuracy of the automatic steering control decreases. I do. Among these, the increase in the lane curvature ρ means that the angle between the moving direction of the vehicle that is to move along the lane center line and the direction in which the vehicle is actually facing, that is, the yaw angle, as shown in FIG. Is large, which means that the skid speed of the magnetic sensor is large at the same time. During a steady turning motion, the two can be evaluated as equivalent to each other. However, the difference between the magnetic force sampling timing and the closest approach timing of the magnetic sensor described above is due to the magnet and the magnetic sensor,
In other words, when it is considered that the noise component is caused by the relative speed with respect to the vehicle, it is appropriate to consider that the noise component of the detected lateral displacement increases as the sideslip speed of the magnetic sensor increases.

【0056】一方、こうして検出される横変位からノイ
ズ成分,つまり高周波成分を除去するためのローパスフ
ィルタは、一般に一次遅れの伝達関数を有し、前記10
式で表される。この分母のτが時定数と呼ばれ、この時
定数τを大きくするほど、目標値に実績値が追従するま
での時間が長くなり、従って高周波成分の追従性が低下
する,つまり高周波ゲインが小さくなって高周波成分の
除去が高まることは、古典制御理論から十分に周知であ
る。また、これを、一般にローパスフィルタの特性が強
まると称する。そこで、本実施形態では、車速vが大き
くなるほど、或いはセンサ横滑り速度vS が大きくなる
ほど、時定数τを二次関数的に大きく設定し、これによ
り、前述のように磁石と磁気センサ,つまり車両との相
対速度が大きくなるにつれて大きくなる検出横変位のノ
イズを効果的に除去し、自動操舵制御の正確性を向上す
る。また、相対的に、車速vが小さくなるほど、或いは
センサ横滑り速度vS が小さくなるほど、時定数τは小
さく設定されるために検出横変位のノイズ除去効果は低
下するが、このように磁石と磁気センサ,つまり車両と
の相対速度が小さいときには検出横変位のノイズ成分も
小さいから、そのノイズ除去効果はさほど大きくなくて
もよい。むしろ、時定数τを小さく設定することで、制
御の応答性が向上する。このように本実施形態の自動操
舵装置では、車速やセンサ横滑り速度等の走行状態に関
する情報を得、その走行状態情報に応じてローパスフィ
ルタのノイズ除去特性を可変とすることで、自動操舵制
御の正確性と応答性とを両立することができる。
On the other hand, a low-pass filter for removing a noise component, that is, a high-frequency component from the lateral displacement detected in this way generally has a first-order lag transfer function.
It is expressed by an equation. The time constant τ of the denominator is called a time constant. As the time constant τ is increased, the time required for the actual value to follow the target value becomes longer, so that the followability of the high-frequency component is reduced. It is well known from classical control theory that the removal of high frequency components increases. This is generally referred to as enhancing the characteristics of the low-pass filter. Therefore, in this embodiment, as the vehicle speed v is increased, or the sensor side slip velocity v S is greater, the time constant τ is set quadratically increases, thereby, the magnet and the magnetic sensor as described above, that is the vehicle The noise of the detected lateral displacement, which increases as the relative speed with respect to the control signal increases, is effectively removed, and the accuracy of the automatic steering control is improved. Moreover, relatively, as the vehicle speed v decreases, or the sensor side slip velocity v as S becomes small, the time constant τ is the noise eliminating effect of the detected lateral displacement to be set small drops, thus magnet and magnetic Since the noise component of the detected lateral displacement is small when the relative speed with the sensor, that is, the vehicle, is small, the noise removing effect does not need to be so large. Rather, by setting the time constant τ to a small value, control responsiveness is improved. As described above, in the automatic steering device according to the present embodiment, the information on the traveling state such as the vehicle speed and the sensor side skid speed is obtained, and the noise removal characteristic of the low-pass filter is made variable in accordance with the traveling state information. Accuracy and responsiveness can be compatible.

【0057】以上より、本実施形態は、本発明のうち請
求項1又2又は3又は4又は5に係る車両の自動操舵装
置を実施化したものであり、前記横変位検出装置及び図
2の演算処理のステップS1が本発明の横変位検出手段
を構成し、以下同様に、車線曲率検出装置16及び図2
の演算処理のステップS2が車線曲率検出手段及び走行
状態情報検出手段を構成し、車速センサ4及び図2の演
算処理のステップS3が車速検出手段及び走行状態情報
検出手段を構成し、図2の演算処理のステップS4がセ
ンサ横滑り速度検出手段及び走行状態情報検出手段を構
成し、図2の演算処理全体及び自動操舵コントロールユ
ニット13が制御手段を構成し、図2の演算処理のステ
ップS5がフィルタ特性変更手段を構成する。
As described above, this embodiment is an embodiment of an automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 of the present invention. Step S1 of the arithmetic processing constitutes the lateral displacement detecting means of the present invention, and similarly, the lane curvature detecting device 16 and FIG.
2 constitutes a lane curvature detecting means and a traveling state information detecting means, and the vehicle speed sensor 4 and step S3 of the computing processing of FIG. 2 constitute a vehicle speed detecting means and a traveling state information detecting means. Step S4 of the arithmetic processing constitutes the sensor side slip speed detecting means and the traveling state information detecting means, the entire arithmetic processing of FIG. 2 and the automatic steering control unit 13 constitute the control means, and step S5 of the arithmetic processing of FIG. A characteristic changing means is constituted.

【0058】なお、前記第1実施形態では、車線曲率ρ
や車速vからセンサ横滑り速度vsを算出し、このセン
サ横滑り速度vs と車速vとの双方から一次遅れフィル
タの時定数τを設定することとしたが、前述のように例
えばセンサ横滑り速度vS に代えて或いはそれらに加え
て車線曲率ρを用いてもよく、その場合には車線曲率ρ
が大きくなるほど時定数τを大きく設定して、ローパス
フィルタの特性を強めてもよい。また、前述したローパ
スフィルタとしては、サンプリングされる横変位の移動
平均を算出する手段で構成してもよい。この移動平均手
段からなるローパスフィルタでは、移動平均に用いられ
るサンプリング横変位の数が多ければ多いほど、目標値
への追従性が低下するから、前記第1実施形態のように
走行状態情報に応じて、このローパスフィルタの特性を
強める場合には、サンプリング横変位の数を多くしてや
ればよい。
In the first embodiment, the lane curvature ρ
And the vehicle speed v to calculate the sensor side-slip velocity v s from has been decided to set the constant τ when the first-order lag filter from both the sensor side-slip velocity v s and the vehicle speed v, for example the sensor side slip velocity v as described above The lane curvature ρ may be used instead of or in addition to S , in which case the lane curvature ρ
, The time constant τ may be set larger to enhance the characteristics of the low-pass filter. Further, the low-pass filter described above may be configured by a unit that calculates a moving average of the sampled lateral displacement. In the low-pass filter including the moving average means, the greater the number of sampling lateral displacements used for the moving average, the lower the followability to the target value. Therefore, the low-pass filter according to the traveling state information as in the first embodiment. In order to enhance the characteristics of the low-pass filter, the number of sampling lateral displacements may be increased.

【0059】次に、本発明の第2実施形態の自動操舵装
置について説明する。まず、車両に設けられた自動操舵
装置としての概要は、前記第1実施形態の図1に示すも
のと同様であるために、その詳細な構成の説明を省略す
る。
Next, an automatic steering system according to a second embodiment of the present invention will be described. First, since the outline of the automatic steering device provided in the vehicle is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, the description of the detailed configuration will be omitted.

【0060】本実施形態の第1実施形態に対する根本的
な差異は、前記自動操舵コントロールユニット13内の
マイクロコンピュータ等のディジタルシステム中に、状
態推定器としてのカルマンフィルタが構築されている点
にある。ここで、カルマンフィルタについて説明してお
く。カルマンフィルタは、現代制御理論に基づいた状態
量を、予め設定されたモデルに従って幾つか推定し、そ
の夫々にフィードバック制御を行うことを前提として、
結果的に種々の連鎖的な応答をなくして、単独の状態量
のフィードバック制御を容易化,正確化する場合に、出
力される推定状態量と検出された状態量との出力誤差に
応じてモデル,即ち推定される状態量を補正可能とした
ものである。具体的には図5aに示す構成となる。
The fundamental difference of the present embodiment from the first embodiment is that a Kalman filter as a state estimator is constructed in a digital system such as a microcomputer in the automatic steering control unit 13. Here, the Kalman filter will be described. Kalman filter is based on the assumption that state quantities based on modern control theory are estimated in accordance with a preset model and feedback control is performed for each of them.
As a result, when various feedbacks are eliminated and feedback control of a single state quantity is facilitated and accurate, a model is provided according to an output error between an output estimated state quantity and a detected state quantity. That is, the estimated state quantity can be corrected. Specifically, the configuration shown in FIG. 5A is obtained.

【0061】ここで、本実施形態のカルマンフィルタ中
のモデルは、車両の二輪モデルであるから、これを状態
空間表現を用いて下記12式に示す。但し、この12式
に示す二輪モデルは、後輪を操舵可能とし、更に後輪の
トラクションによってヨーモーメントを制御可能とした
ものであるから、本実施形態のように前輪を操舵するだ
けで車両の横変位を制御するものの場合には後輪舵角δ
r 及びヨーモーメントTr を共に零に設定すればよい。
Here, the model in the Kalman filter of the present embodiment is a two-wheel model of a vehicle, and this is expressed by the following equation 12 using a state space expression. However, in the two-wheel model shown in Formula 12, the rear wheels can be steered, and the yaw moment can be controlled by the traction of the rear wheels. Therefore, as in the present embodiment, the steering of the vehicle can be performed only by steering the front wheels. In the case of controlling lateral displacement, the rear wheel steering angle δ
It is sufficient that both r and the yaw moment Tr are set to zero.

【0062】 但し、 a11=−(Cr +Cf )/(m・v) ………(12-1) a12=(−1+(Cr ・b−Cf ・a))/(m・v2 ) ………(12-2) a21=(Cr ・b−Cf ・a)/I ………(12-3) a22=−(Cr ・b2 +Cf ・a2 )/(I・v) ………(12-4) b11=Cf /(m・v) ………(12-5) b12=Cr /(m・v) ………(12-6) b21=Cf ・a/I ………(12-7) b22=−Cr ・b/I ………(12-8) b23=1/I ………(12-9) である。なお、本実施形態では、rはヨーレイト、Δψ
は車線を基準とするヨー角として用いており、その他の
符号については第1実施形態と同じである。
[0062] Where a 11 = − (C r + C f ) / (m · v) (12-1) a 12 = (− 1+ (C r · b−C f · a)) / (m · v 2) ) ......... (12-2) a 21 = (C r · b-C f · a) / I ......... (12-3) a 22 = - (C r · b 2 + C f · a 2) / (I · v)… (12-4) b 11 = C f / (m · v)… (12-5) b 12 = C r / (m · v) …… (12-6) ) b 21 = C f · a / I (12-7) b 22 = −C r · b / I (12-8) b 23 = 1 / I (12-9) It is. In the present embodiment, r is the yaw rate, Δ レ イ
Is used as the yaw angle with respect to the lane, and the other symbols are the same as in the first embodiment.

【0063】そして、前記12式で、定常的な走行状態
では左辺,つまり車両重心点の横滑り角速度β' も、ヨ
ー角加速度r' も、ヨーレイトΔψ' も、横変位速度
y' も全て零になると考えられるから、このときの各物
理量,或いは状態量に添字“0”を付けて下記14式を
得る。なお、このような定常走行状態における各状態量
を平衡点周りの状態量と定義する。
In the above equation (12), in the steady running state, all of the left side, ie, the side slip angular velocity β ′ at the center of gravity of the vehicle, the yaw angular acceleration r ′, the yaw rate Δψ ′, and the lateral displacement velocity y ′ are all zero. Therefore, the following equation (14) is obtained by adding a suffix “0” to each physical quantity or state quantity at this time. Note that each state quantity in such a steady running state is defined as a state quantity around the equilibrium point.

【0064】 すると、前記第1実施形態と同様に、実際に必要な舵角
やヨーモーメントは、この平衡点周りの定常的な舵角や
ヨーモーメントを与えたときに、更にモデル誤差等によ
って発生する補正分をフィードバックした値になるか
ら、下記15−1〜3式が与えられ、更に同様のことが
他の各状態量にも言えることから、ヨー角や横変位等の
状態量についても下記16−1〜4式が成立する。
[0064] Then, similarly to the first embodiment, the actually required steering angle and yaw moment are further corrected by a correction error generated due to a model error or the like when a steady steering angle or yaw moment around the equilibrium point is given. Is given as a feedback value, and the following equations 15-1 to 3-5 are given. Further, the same can be said for other state quantities. Equations (4) to (4) hold.

【0065】 δf =δf0+Δδf ………(15-1) δr =δr0+Δδr ………(15-2) Tr =Tr0+ΔTr ………(15-3) β=β0 +Δβ ………(16-1) r=r0 +Δr ………(16-2) Δψ=Δψ0 +Δ2 ψ ………(16-3) y=y0 +Δy ………(16-4) 次に、車線曲率ρには補正分がないことから、Δρが実
質的に零であること(即ち、ρ0 =ρ)を考慮して以上
を総合して解くと、下記17式を得る。つまり、ここで
得られる状態量のベクトルx(補正横滑り角Δβ,補正
ヨーレイトΔr,補正ヨー角Δ2 ψ、補正横変位Δy)
が正確なものであるとすると、このベクトルから補正す
べき前輪舵角,つまり補正前輪舵角Δδfdや、補正後輪
舵角Δδ rdや補正ヨーモーメントΔTrd等を算出可能と
なる。なお、前述と同様に、後輪舵角やヨーモーメント
を補正しない本実施形態のような場合には、前記定常後
輪舵角δr0や定常ヨーモーメントTr0、或いは補正Δδ
rdや補正ヨーモーメントΔTrd等を全て“0”に設定す
ればよいだけである。
Δf= Δf0+ Δδf ……… (15-1) δr= Δr0+ Δδr ............ (15-2) Tr= Tr0+ ΔTr ……… (15-3) β = β0+ Δβ ……… (16-1) r = r0+ Δr... (16-2) Δψ = Δψ0+ ΔTwoψ ……… (16-3) y = y0+ Δy (16-4) Next, since there is no correction in the lane curvature ρ, Δρ is
Qualitatively zero (ie, ρ0= Ρ)
Is solved to obtain the following equation (17). That is, here
Vector x of the obtained state quantity (corrected sideslip angle Δβ, correction
Yaw rate Δr, corrected yaw angle ΔTwoψ, corrected lateral displacement Δy)
Is accurate, the correction from this vector
Power wheel steering angle, that is, the corrected front wheel steering angle ΔδfdAnd the wheel after correction
Steering angle Δδ rdAnd corrected yaw moment ΔTrdEtc. can be calculated
Become. As described above, the rear wheel steering angle and yaw moment
In the case of this embodiment in which is not corrected,
Wheel steering angle δr0And steady yaw moment Tr0Or correction Δδ
rdAnd corrected yaw moment ΔTrdEtc. are all set to “0”
It just needs to be done.

【0066】 この17式を、前記図5aのカルマンフィルタの構成図
に合わせて略記すると下記11式のように表れる。
[0066] This 17 equation is abbreviated according to the configuration diagram of the Kalman filter shown in FIG.

【0067】 dx/dt=Ax+Bu ………(11) つまり、前記11式で用いられる各ベクトル,x,A,
B,uは夫々、以下のように纏められる。
Dx / dt = Ax + Bu (11) That is, each vector, x, A,
B and u are summarized as follows.

【0068】 ここで、一旦、カルマンフィルタの構成の説明から離れ
て、前記状態量のベクトルxから車線追従,つまり補正
横変位Δy=0を実現するための補正前輪舵角Δδ
fdや、補正後輪舵角Δδrdや補正ヨーモーメントΔTrd
を設定するために、最適レギュレータを用いた最適化制
御を考える。ここで、拘束条件は前記11式であり、評
価関数Jは下記18式で与えられる。
[0068] Here, once away from the description of the configuration of the Kalman filter, the lane following, that is, the corrected front wheel steering angle Δδ for realizing the corrected lateral displacement Δy = 0 from the vector x of the state quantity.
fd , the corrected rear wheel steering angle Δδ rd and the corrected yaw moment ΔT rd
In order to set, consider optimization control using an optimal regulator. Here, the constraint condition is the above equation 11, and the evaluation function J is given by the following equation 18.

【0069】 J=∫(xT Qx+uT Ru)dt ………(18) なお、xT はベクトルxの転置ベクトルを、uT はベク
トルuの転置ベクトルを示す。また、Qは対称非負定行
列、Rは対称正定行列で、一般に重みと呼ばれる。ベク
トルxにおける補正横変位Δyは4行目であるので、当
該補正横変位Δyを小さくするためには、前記対称非負
定行列Qの4行4列要素を大きくすればよい。但し、ゲ
インを上げれば、その分だけノイズを拾い易くなるとい
うトレードオフを考慮しなければならないことは言うま
でもない。
J = ∫ (x T Qx + u T Ru) dt (18) where x T is the transposed vector of vector x, and u T is the transposed vector of vector u. Q is a symmetric non-negative definite matrix, and R is a symmetric positive definite matrix, which is generally called a weight. Since the corrected lateral displacement Δy in the vector x is the fourth row, to reduce the corrected lateral displacement Δy, it is sufficient to increase the 4-row, 4-column element of the symmetric non-negative definite matrix Q. However, it goes without saying that it is necessary to consider a trade-off in that the noise is more easily picked up by increasing the gain.

【0070】結論として得られるフィードバック則は、
図5bに示すブロック図に合わせて下記19式で表さ
れ、各要素を列記すると20式が得られる。なお、KR
は定数行列である。
The feedback rule obtained as a conclusion is:
According to the block diagram shown in FIG. 5B, the following equation (19) is used, and when each element is listed, equation (20) is obtained. Note that K R
Is a constant matrix.

【0071】 u=−KR ・x ………(19) なお、Δy=Δyd (目標横変位)とするためには、 となる。U = −K R · x (19) In order to set Δy = Δy d (target lateral displacement), Becomes

【0072】つまり、本実施形態では、推定される補正
横滑り角Δβ、補正ヨーレイトΔr、補正ヨー角Δ
2 ψ、補正横変位Δyに対して、補正前輪舵角Δδfd
下記21式で端的に与えられることになる。
That is, in this embodiment, the estimated corrected side slip angle Δβ, the corrected yaw rate Δr, and the corrected yaw angle Δ
2 [psi, with respect to the correction transverse displacement [Delta] y, correction front wheel steering angle .DELTA..delta fd will be given briefly below 21 expression.

【0073】 Δδfd=k11・Δβ+k12・Δr+k13・Δ2 ψ+k14・(Δy−Δyd ) ………(21) なお、前述の状態推定器で補正横変位Δyを除く補正横
滑り角Δβ、補正ヨーレイトΔr、補正ヨー角Δ2 ψが
検出できない場合には、逆に補正横変位Δyと補正前輪
舵角Δδf を用いて状態推定器を構成すれば、それらの
状態量を推定することができる。
Δδ fd = k 11 · Δβ + k 12 · Δr + k 13 · Δ 2 ψ + k 14 · (Δy−Δy d ) (21) The corrected side slip angle Δβ excluding the corrected lateral displacement Δy in the state estimator described above. , corrected yaw rate [delta] r, when the corrected yaw angle delta 2 [psi can not be detected, if constituting a state estimator using reverse the correction lateral displacement Δy and the correction front wheel steering angle .DELTA..delta f, to estimate the amount their state Can be.

【0074】一方、再びカルマンフィルタの説明に戻っ
て、前述のようにして推定した推定横変位y^(^は推
定値であることを示す)は、前述したモデルに前記補正
前輪舵角Δδfdを代入(直線走行状態から見れば目標前
輪舵角δfdを代入すべきであるように考えられるが、既
にそれ以前のモデル,つまりそれまでの定常旋回走行状
態に相当する平衡点周りのモデルは後述のように補正さ
れているので、実質的に代入されるのは補正前輪舵角Δ
δfdになる)してみた結果、車両が達成する推定値であ
るから、これを推定横変位ye とする。しかしながら、
前述したモデルと実際の車両とは、必ず誤差がある。そ
こで、図5aに示すように、この推定横変位ye と前記
第1実施形態のようにして検出された実横変位yとの偏
差(以下、単に出力誤差とも記す)εを求め、この出力
誤差εに出力誤差フィードバックゲインベクトルKe
かけて、前記状態推定器内のモデルを補正する。ここで
は、理解を容易化するために、モデルを補正するという
表記を用いるが、実質的には各状態量を直接補正しても
何ら問題がないことから、広義には状態量を補正すると
して取扱う。
On the other hand, returning again to the description of the Kalman filter, the estimated lateral displacement y ^ (^ indicates an estimated value) estimated as described above is obtained by adding the corrected front wheel steering angle Δδ fd to the aforementioned model. Substitution (In view of the straight running state, it seems that the target front wheel steering angle δ fd should be substituted. However, the model before that, that is, the model around the equilibrium point corresponding to the steady turning state until then, will be described later. Is substantially substituted into the corrected front wheel steering angle Δ.
δ becomes fd) to result tried, since an estimated value of the vehicle is achieved, which is referred to as estimated lateral displacement y e. However,
There is always an error between the aforementioned model and the actual vehicle. Therefore, as shown in FIG. 5A, a deviation (hereinafter simply referred to as an output error) ε between the estimated lateral displacement y e and the actual lateral displacement y detected as in the first embodiment is obtained, and the output is calculated. over the output error feedback gain vector K e to the error epsilon, it corrects the model in the state estimator. Here, in order to facilitate understanding, the notation of correcting the model is used. However, since there is no problem in directly correcting each state quantity, it is assumed that the state quantity is corrected in a broad sense. Handle.

【0075】前記出力誤差フィードバックゲインベクト
ルKe は、ベクトルの特性上、単純に大小の比較ができ
ないが、以上の説明から明瞭なように、そのゲイン特性
が大きければ状態量の補正を速やかにして制御の応答性
を高めることができるが、その反面、ノイズ成分の影響
を受け易いことが分かる。逆に、出力誤差フィードバッ
クゲインベクトルKe のゲイン特性が小さければ、状態
量の補正効果は低下するが、ノイズ成分の影響を抑制防
止して制御の正確性が向上可能であることが分かる。
Although the magnitude of the output error feedback gain vector K e cannot be simply compared due to the characteristics of the vector, it is clear from the above description that if the gain characteristic is large, the correction of the state quantity can be performed quickly. It can be seen that the responsiveness of control can be improved, but on the other hand, it is easily affected by noise components. Conversely, the smaller the gain characteristics of the output error feedback gain vector K e is the correction effect of the state quantity decreases, it can be seen accuracy of control to prevent suppress the influence of noise components can be improved.

【0076】次に、前記コントロールユニット13内で
実行される本実施形態の演算処理について図6のフロー
チャートを用いて説明する。なお、このフローチャート
でも、特に情報の授受のためのステップを設けていない
が、第1実施形態と同様に、情報の授受は随時実行され
る。
Next, the arithmetic processing of the present embodiment executed in the control unit 13 will be described with reference to the flowchart of FIG. In this flowchart, although there is no particular step for transmitting and receiving information, the transmission and reception of information is executed at any time as in the first embodiment.

【0077】この演算処理は、例えば10msec. といっ
た予め設定されたサンプリング時間ΔT毎にタイマ割込
処理として実行され、まずステップS11で前記横変位
検出装置2からの横変位yを読込む。
This arithmetic processing is executed as a timer interrupt processing at every preset sampling time ΔT of, for example, 10 msec. First, the lateral displacement y from the lateral displacement detecting device 2 is read in step S11.

【0078】次にステップS12に移行して、前記車線
曲率検出装置16からの車線曲率ρを読込む。次にステ
ップS13に移行して、前記車速センサ4からの車速v
を読込む。
Next, the flow shifts to step S12, where the lane curvature ρ from the lane curvature detector 16 is read. Next, the process proceeds to step S13, and the vehicle speed v from the vehicle speed sensor 4 is obtained.
Read.

【0079】次にステップS14に移行して、前記第1
実施形態で説明した前記1式に従ってセンサ横滑り速度
s を算出する。次にステップS15に移行して、前述
したカルマンフィルタの出力誤差フィードバックゲイン
ベクトルKe を、例えば図7の制御マップに従って設定
する。この制御マップでは、横軸を車速vとし、更にセ
ンサ横滑り速度vs をパラメータとして、縦軸に出力誤
差フィードバックゲインベクトルKe を設定する。な
お、出力誤差フィードバックゲインベクトルKe は、そ
の名称の通り、ベクトルであるから、図7の制御マップ
は各要素の変化の様子のみを示す。全体の様子をゲイン
特性とすると、そして、車速vが大きいほど、またセン
サ横滑り速度vs が大きいほど、出力誤差フィードバッ
クゲインベクトルKe のゲイン特性は二次関数的に小さ
く設定される。なお、後述のように横滑り速度vs に代
えて又はこれに加えて車線曲率ρを用いてもよい。
Next, the flow shifts to step S14, where the first
Calculating the sensor side-slip velocity v s in accordance with the expression 1 described in the embodiment. At the next step S15, the output error feedback gain vector K e of the Kalman filter described above, set according to the control map of FIG. 7, for example. In this control map, the horizontal axis represents the vehicle speed v, further sensors side-slip velocity v s as a parameter for setting an output error feedback gain vector K e on the vertical axis. Since the output error feedback gain vector Ke is a vector as its name implies, the control map of FIG. 7 shows only the state of change of each element. When the overall appearance and gain characteristics, and, as the vehicle speed v is larger, also the larger the sensor side-slip velocity v s, the gain characteristics of the output error feedback gain vector K e is set quadratically smaller. It is also possible to use the lane curvature ρ in lieu of or in addition to the side-slip velocity v s as described below.

【0080】次にステップS16に移行して、前記14
式に従って、車速v,車線曲率ρから、少なくとも前記
平衡点周りに相当する定常前輪舵角δf0,定常横変位y
0 を算出する。
Next, the processing shifts to step S16, where
From the vehicle speed v and the lane curvature ρ, a steady front wheel steering angle δ f0 and a steady lateral displacement y corresponding at least around the equilibrium point are calculated according to the following equations.
Calculate 0 .

【0081】次にステップS17に移行して、下記22
式に従って、実前輪舵角δf ,定常前輪舵角δf0から前
輪舵角偏差Δδf を算出する。 Δδf =δf −δf0 ………(22) 次にステップS18に移行して、下記23式に従って、
前記検出された実横変位y,定常横変位y0 から横変位
偏差Δyを算出する。なお、既に状態推定による前輪自
動操舵が開始されている場合には算出される定常横変位
0 は略零であり、検出される横変位yは、前述したモ
デル誤差を補正すべきフィードバック分でしかないこと
から、検出される横変位yを横変位偏差Δyに直接設定
してもよい。
Next, the processing shifts to step S17, where
According to the equation, the actual front wheel steering angle [delta] f, and calculates a front wheel steering angle deviation .DELTA..delta f from the steady front wheel steering angle [delta] f0. Δδ f = δ f −δ f0 (22) Next, the processing shifts to step S18, where
A lateral displacement deviation Δy is calculated from the detected actual lateral displacement y and steady lateral displacement y 0 . Note that when the front-wheel automatic steering based on state estimation has already been started, the calculated steady-state lateral displacement y 0 is substantially zero, and the detected lateral displacement y is a feedback amount for correcting the model error described above. Therefore, the detected lateral displacement y may be directly set to the lateral displacement deviation Δy.

【0082】 Δy=y−y0 ………(23) 次にステップS19に移行して、前記17式から構成さ
れるカルマンフィルタによって各状態量の推定を行い、
前記状態推定ベクトルxを算出する。
Δy = y−y 0 (23) Next, the flow shifts to step S 19, where each state quantity is estimated by the Kalman filter composed of the above formula (17).
The state estimation vector x is calculated.

【0083】次にステップS20に移行して、前記19
式乃至21式から補正前輪舵角Δδ fdを算出する。次に
ステップS21に移行して、下記24式に従って、前記
算出された補正前輪舵角Δδfd,定常前輪舵角性δf0
ら目標前輪舵角δfdを算出する。
Next, the flow shifts to step S20, where the aforementioned 19
From Equations (21) and (21), the corrected front wheel steering angle Δδ fdIs calculated. next
Proceeding to step S21, according to the following equation (24),
The calculated corrected front wheel steering angle Δδfd, Steady front wheel steering angle δf0Or
Target front wheel steering angle δfdIs calculated.

【0084】 δfd=δf0+Δδfd ………(24) 次にステップS22に移行して、前記設定された目標前
輪舵角δfdに実前輪舵角δf を一致させるフィードバッ
ク制御の制御信号を創成し出力してからメインプログラ
ムに復帰する。
[0084] δ fd = δ f0 + Δδ fd ......... (24) then the process proceeds to step S22, the control signal of the feedback control for matching the actual front wheel steering angle [delta] f on the set target front wheel steering angle [delta] fd Create, output, and return to the main program.

【0085】次に、本実施形態の作用について説明す
る。まず、検出される横変位yのノイズ成分について
は、前記第1実施形態での説明と同様であるために、こ
こでの説明を省略する。
Next, the operation of the present embodiment will be described. First, since the detected noise component of the lateral displacement y is the same as that described in the first embodiment, the description is omitted here.

【0086】一方、このようにノイズ成分の多い横変位
yを用いて、前述のようなカルマンフィルタにおける状
態量の補正を行うと、補正された状態量そのものが誤差
(ノイズ)の多いものとなり、その結果、制御の正確性
が劣化する。この場合には、前述した出力誤差フィード
バックゲインベクトルKe のゲイン特性を小さくして状
態量の補正を弱くすればよい。しかしながら、だからと
いって最初から出力誤差フィードバックゲインベクトル
e のゲイン特性を小さく設定してしまったのでは、ノ
イズ誤差の少ない横変位yが検出可能なときに、制御の
応答性が低下してしまう。
On the other hand, when the state quantity in the Kalman filter as described above is corrected using the lateral displacement y having a large amount of noise components, the corrected state quantity itself has a large amount of error (noise). As a result, the accuracy of the control deteriorates. In this case, it is sufficient weaker correction state quantity by reducing the gain characteristics of the output error feedback gain vector K e mentioned above. However, just because the gain characteristic of an output error feedback gain vector K e than was the inadvertently selected small initially, when less noise error lateral displacement y is detectable, the responsiveness of the control is degraded.

【0087】そこで、本実施形態では、車速vが大きく
なるほど、或いはセンサ横滑り速度vS が大きくなるほ
ど、出力誤差フィードバックゲインベクトルKe のゲイ
ン特性を二次関数的に小さく設定し、これにより、前述
のように磁石と磁気センサ,つまり車両との相対速度が
大きくなるにつれて大きくなる検出横変位のノイズ成分
が、推定される各状態量の補正に及ぼす影響を効果的に
除去し、自動操舵制御の正確性を向上する。また、相対
的に、車速vが小さくなるほど、或いはセンサ横滑り速
度vS が小さくなるほど、出力誤差フィードバックゲイ
ンベクトルKeのゲイン特性は大きく設定されるために
検出横変位のノイズの影響の抑制効果は低下するが、こ
のように磁石と磁気センサ,つまり車両との相対速度が
小さいときには検出横変位のノイズの影響も小さいか
ら、そのノイズ影響抑制効果はさほど大きくなくてもよ
い。むしろ、出力誤差フィードバックゲインベクトルK
e のゲイン特性を大きく設定することで、制御の応答性
が向上する。このように本実施形態の自動操舵装置で
は、車速やセンサ横滑り速度等の走行状態に関する情報
を得、その走行状態情報に応じてカルマンフィルタ等の
状態推定器の状態量補正特性を可変とすることで、自動
操舵制御の正確性と応答性とを両立することができる。
[0087] Therefore, in this embodiment, the vehicle speed v increases, or the sensor side slip velocity v S is greater, sets the gain characteristics of the output error feedback gain vector K e quadratically smaller, thereby, the aforementioned As described above, the effect of the noise component of the detected lateral displacement, which increases as the relative speed between the magnet and the magnetic sensor, that is, the vehicle, increases, to effectively correct the estimated state variables, is effectively eliminated. Improve accuracy. Moreover, relatively, as the vehicle speed v decreases, or the sensor as the side slip velocity v S is small, the gain characteristics of the output error feedback gain vector K e is the effect of suppressing the influence of the detected lateral displacement of the noise to be set large However, when the relative speed between the magnet and the magnetic sensor, that is, the vehicle is small, the influence of the noise of the detected lateral displacement is small, and the effect of suppressing the noise influence may not be so large. Rather, the output error feedback gain vector K
By setting the gain characteristic of e large, control responsiveness is improved. As described above, in the automatic steering apparatus according to the present embodiment, information on a traveling state such as a vehicle speed and a sensor skid speed is obtained, and the state quantity correction characteristic of a state estimator such as a Kalman filter is made variable according to the traveling state information. In addition, the accuracy and responsiveness of the automatic steering control can be compatible.

【0088】以上より、本実施形態は、本発明のうち請
求項7又8又は9又は10又は11に係る車両の自動操
舵装置を実施化したものであり、前記横変位検出装置及
び図6の演算処理のステップS11が本発明の横変位検
出手段を構成し、以下同様に、車線曲率検出装置16及
び図6の演算処理のステップS12が車線曲率検出手段
及び走行状態情報検出手段を構成し、車速センサ4及び
図6の演算処理のステップS13が車速検出手段及び走
行状態情報検出手段を構成し、図6の演算処理のステッ
プS14がセンサ横滑り速度検出手段及び走行状態情報
検出手段を構成し、図6の演算処理のステップS19が
状態量推定手段を構成し、図6の演算処理全体及び自動
操舵コントロールユニット13が制御手段を構成し、図
6の演算処理のステップS15が補正変更手段を構成す
る。
As described above, this embodiment is an embodiment of an automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 7 or 8 or 9 or 10 or 11 of the present invention. Step S11 of the arithmetic processing constitutes the lateral displacement detecting means of the present invention, and similarly, the lane curvature detecting device 16 and step S12 of the arithmetic processing of FIG. 6 constitute the lane curvature detecting means and the traveling state information detecting means, similarly. The vehicle speed sensor 4 and step S13 of the calculation processing of FIG. 6 constitute a vehicle speed detection means and a traveling state information detection means, and step S14 of the calculation processing of FIG. 6 constitutes a sensor skid speed detection means and a traveling state information detection means, Step S19 of the arithmetic processing of FIG. 6 constitutes the state quantity estimating means, the entire arithmetic processing of FIG. 6 and the automatic steering control unit 13 constitute the control means, and the processing of FIG. -Up S15 constitute a correction changing means.

【0089】なお、前記第2実施形態では、車線曲率ρ
や車速vからセンサ横滑り速度vsを算出し、このセン
サ横滑り速度vs と車速vとの双方からカルマンフィル
タの出力誤差フィードバックゲインベクトルKe のゲイ
ン特性,つまり状態推定器の状態量補正特性を設定する
こととしたが、前述のように例えばセンサ横滑り速度v
S に代えて或いはそれらに加えて車線曲率ρを用いても
よく、その場合には車線曲率ρが大きくなるほどカルマ
ンフィルタの出力誤差フィードバックゲインベクトルK
e のゲイン特性を小さく設定して、状態推定器の状態量
の補正を弱めてもよい。
In the second embodiment, the lane curvature ρ
And the vehicle speed v to calculate the sensor side-slip velocity v s from the gain characteristics of the output error feedback gain vector K e of the Kalman filter from both the sensor side-slip velocity v s and the vehicle speed v, i.e. sets the state quantity correction characteristic of the state estimator However, as described above, for example, the sensor side slip speed v
A lane curvature ρ may be used instead of or in addition to S. In this case, the output error feedback gain vector K of the Kalman filter increases as the lane curvature ρ increases.
The correction of the state quantity of the state estimator may be weakened by setting the gain characteristic of e to be small.

【0090】また、前記第1及び第2実施形態では、共
に車線曲率ρを、外部からの情報として読込む場合につ
いてのみ詳述したが、この車線曲率ρは、前述した横変
位やヨーレート,ヨー角,車速等の運動方程式で表れる
ことは周知であるから、これらを用いて推定することも
可能である。
Further, in the first and second embodiments, only the case where the lane curvature ρ is read as information from the outside is described in detail. However, the lane curvature ρ is determined by the lateral displacement, yaw rate, yaw Since it is well known that it is represented by equations of motion such as an angle and a vehicle speed, it is also possible to estimate using these.

【0091】また、前記第1及び第2実施形態では、共
に前輪を操舵することだけで、車線追従,つまり検出さ
れる横変位を目標とする横変位に一致させることとした
が、これに代えて又はこれに加えて後輪を操舵するよう
にしてもよいし、或いはヨーイング運動に着目しながら
横変位を制御するならば、それらに加えて前後各輪のト
ラクション,つまり駆動力を制御してステアリング特性
を制御するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the lane following, that is, the detected lateral displacement is made to coincide with the target lateral displacement only by steering the front wheels. Or in addition to this, the rear wheels may be steered, or if the lateral displacement is controlled while focusing on the yawing motion, the traction of each of the front and rear wheels, that is, the driving force, may be controlled in addition to them. The steering characteristics may be controlled.

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

【図1】本発明の車両の自動操舵装置の一例を示す車両
概略構成図であり、(a)は側面図、(b)は平面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an automatic steering device for a vehicle according to the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a plan view.

【図2】本発明の車両の自動操舵装置の第1実施形態の
演算処理を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a calculation process of the first embodiment of the automatic steering device for a vehicle according to the present invention.

【図3】図2の演算処理で用いられるローパスフィルタ
の時定数設定マップである。
FIG. 3 is a time constant setting map of a low-pass filter used in the calculation processing of FIG. 2;

【図4】磁気センサの横滑り速度の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a skid speed of a magnetic sensor.

【図5】(a)はカルマンフィルタの一例を示すブロッ
ク図、(b)は推定された状態量から制御量を出力する
演算装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 5A is a block diagram illustrating an example of a Kalman filter, and FIG. 5B is a block diagram illustrating an example of an arithmetic device that outputs a control amount from an estimated state amount.

【図6】本発明の車両の自動操舵装置の第2実施形態の
演算処理を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a calculation process of a second embodiment of the automatic steering device for a vehicle according to the present invention.

【図7】図2の演算処理で用いられるカルマンフィルタ
の出力誤差フィードバックゲインベクトル設定マップで
ある。
7 is an output error feedback gain vector setting map of a Kalman filter used in the calculation processing of FIG. 2;

【図8】車線に埋設された磁石からの磁力ベクトルの説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a magnetic force vector from a magnet embedded in a lane.

【図9】車両に取付けられた磁気センサで磁石の磁力を
検出する説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram for detecting a magnetic force of a magnet with a magnetic sensor attached to a vehicle.

【図10】車線に埋設された磁石の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a magnet embedded in a lane.

【図11】検出された磁力に応じて得られる車両横変位
の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a vehicle lateral displacement obtained according to a detected magnetic force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は磁気センサ 2は横変位検出装置(横変位検出手段) 3は舵角センサ(舵角検出手段) 4は車速センサ(車速検出手段) 5はモータ 6はクラッチ機構 7はドライブギヤ 8はドリブンギヤ 9はステアリングシャフト 10はピニオン 11はラック 12は前左右輪 13は自動操舵コントロールユニット(制御手段) 14はステアリングホイール 15は後左右輪 16は車線曲率検出装置(車線曲率検出手段) 1 is a magnetic sensor 2 is a lateral displacement detecting device (lateral displacement detecting means) 3 is a steering angle sensor (steering angle detecting means) 4 is a vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means) 5 is a motor 6 is a clutch mechanism 7 is a drive gear 8 is a driven gear 9 is a steering shaft 10 is a pinion 11 is a rack 12 is front left and right wheels 13 is an automatic steering control unit (control means) 14 is a steering wheel 15 is rear right and left wheels 16 is a lane curvature detector (lane curvature detector)

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62D 113:00 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B62D 113: 00

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車線に沿って埋設された磁力源を検出す
る磁気センサと、この磁気センサの検出信号から車両の
横変位を検出する横変位検出手段と、この横変位検出手
段で検出される横変位のノイズを除去するためのローパ
スフィルタと、前輪又は後輪を操舵する操舵アクチュエ
ータと、この操舵アクチュエータによって操舵される前
輪又は後輪の舵角を検出する舵角検出手段と、車両の走
行状態に関する情報を検出する走行状態情報検出手段
と、前記検出された車両の横変位が目標とする横変位に
なるように前記操舵アクチュエータを制御する制御手段
とを備え、前記制御手段は、前記走行状態情報検出手段
で検出された走行状態情報に応じて前記ローパスフィル
タの特性を変更するフィルタ特性変更手段を備えたこと
を特徴とする車両の自動操舵装置。
1. A magnetic sensor for detecting a magnetic force source buried along a lane, a lateral displacement detecting means for detecting a lateral displacement of a vehicle from a detection signal of the magnetic sensor, and a lateral displacement detecting means for detecting the lateral displacement of the vehicle. A low-pass filter for removing lateral displacement noise, a steering actuator for steering a front wheel or a rear wheel, steering angle detection means for detecting a steering angle of a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator, and travel of the vehicle. Driving state information detecting means for detecting information on a state; and control means for controlling the steering actuator so that the detected lateral displacement of the vehicle becomes a target lateral displacement. The vehicle of claim 1, further comprising: a filter characteristic changing unit configured to change a characteristic of the low-pass filter according to the traveling state information detected by the state information detecting unit. Dynamic steering device.
【請求項2】 前記走行状態情報検出手段として車線の
曲率を検出する車線曲率検出手段を備え、前記フィルタ
特性変更手段は、前記車線曲率検出手段で検出される車
線の曲率が大きくなるほど、前記ローパスフィルタの特
性を強めることを特徴とする請求項1に記載の車両の自
動操舵装置。
2. The vehicle according to claim 1, further comprising: a lane curvature detecting unit configured to detect a curvature of a lane as the traveling state information detecting unit. 2. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein a characteristic of the filter is enhanced.
【請求項3】 前記走行状態情報検出手段として車速を
検出する車速検出手段を備え、前記フィルタ特性変更手
段は、前記車速検出手段で検出される車速が大きくなる
ほど、前記ローパスフィルタの特性を強めることを特徴
とする請求項1又は2に記載の車両の自動操舵装置。
3. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed as the traveling state information detecting means, wherein the filter characteristic changing means strengthens the characteristics of the low-pass filter as the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means increases. The automatic steering device for a vehicle according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記走行状態情報検出手段として前記磁
気センサが車両横方向に進むセンサ横滑り速度を検出す
るセンサ横滑り速度検出手段を備え、前記フィルタ特性
変更手段は、前記センサ横滑り速度検出手段で検出され
る速度が大きくなるほど、前記ローパスフィルタの特性
を強めることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記
載の車両の自動操舵装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a sensor side slip speed detecting unit for detecting a sensor side slip speed in which the magnetic sensor advances in a lateral direction of the vehicle, wherein the filter characteristic changing unit detects the sensor side slip speed by the sensor side slip speed detecting unit. 4. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the characteristic of the low-pass filter is strengthened as the speed of the low-pass filter increases. 5.
【請求項5】 前記ローパスフィルタが一次遅れフィル
タで構成され、前記フィルタ特性変更手段は、この一次
遅れフィルタの時定数を大きくすることでローパスフィ
ルタの特性を強めることを特徴とする請求項2乃至4の
何れかに記載の車両の自動操舵装置。
5. The low-pass filter is constituted by a first-order lag filter, and the filter characteristic changing means increases the time constant of the first-order lag filter to enhance the characteristics of the low-pass filter. 5. The automatic steering device for a vehicle according to any one of 4.
【請求項6】 前記ローパスフィルタがサンプリングさ
れる横変位の移動平均を算出する移動平均算出手段で構
成され、前記フィルタ特性変更手段は、この移動平均算
出手段でサンプリングされる横変位の数を多くすること
でローパスフィルタの特性を強めることを特徴とする請
求項2乃至4の何れかに記載の車両の自動操舵装置。
6. The low-pass filter includes moving average calculating means for calculating a moving average of the sampled lateral displacement, and the filter characteristic changing means increases the number of lateral displacements sampled by the moving average calculating means. The automatic steering apparatus for a vehicle according to any one of claims 2 to 4, wherein the characteristics of the low-pass filter are strengthened by doing so.
【請求項7】 車線に沿って埋設された磁力源を検出す
る磁気センサと、この磁気センサの検出信号から車両の
横変位を検出する横変位検出手段と、前輪又は後輪を操
舵する操舵アクチュエータと、この操舵アクチュエータ
によって操舵される前輪又は後輪の舵角を検出する舵角
検出手段と、車両の走行状態に関する情報を検出する走
行状態情報検出手段と、前記走行状態情報検出手段で検
出された走行状態情報から少なくとも車両の横変位推定
値を含む車両の状態量を推定すると共に、当該車両の横
変位推定値と前記検出された車両の横変位との誤差に応
じて車両の状態量推定値を補正可能な状態量推定手段
と、前記車両の横変位推定値が目標横変位になるように
前記操舵アクチュエータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記走行状態情報検出手段で検出され
た走行状態情報に応じて前記状態量推定手段での車両の
状態量の補正を変更する補正変更手段を備えたことを特
徴とする車両の自動操舵装置。
7. A magnetic sensor for detecting a magnetic force source embedded along a lane, lateral displacement detecting means for detecting a lateral displacement of a vehicle from a detection signal of the magnetic sensor, and a steering actuator for steering a front wheel or a rear wheel. Steering angle detecting means for detecting a steering angle of a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator; running state information detecting means for detecting information on a running state of the vehicle; and detecting by the running state information detecting means. A vehicle state quantity including at least a vehicle lateral displacement estimated value from the traveling state information, and a vehicle state quantity estimation based on an error between the vehicle lateral displacement estimated value and the detected vehicle lateral displacement. State quantity estimating means capable of correcting the value, and control means for controlling the steering actuator so that the estimated lateral displacement of the vehicle becomes a target lateral displacement,
The control unit includes a correction change unit that changes correction of a state amount of the vehicle by the state amount estimation unit according to the traveling state information detected by the traveling state information detection unit. Automatic steering device.
【請求項8】 前記走行状態情報検出手段として車線の
曲率を検出する車線曲率検出手段を備え、前記補正変更
手段は、前記車線曲率検出手段で検出される車線の曲率
が大きくなるほど、前記状態量推定手段での車両の状態
量推定値の補正を弱めることを特徴とする請求項7に記
載の車両の自動操舵装置。
8. The vehicle according to claim 1, further comprising: a lane curvature detecting unit configured to detect a curvature of a lane as the traveling state information detecting unit. 8. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 7, wherein the correction of the estimated state value of the vehicle by the estimation unit is weakened.
【請求項9】 前記走行状態情報検出手段として車速を
検出する車速検出手段を備え、前記補正変更手段は、前
記車速検出手段で検出される車速が大きくなるほど、前
記状態量推定手段での車両の状態量推定値の補正を弱め
ることを特徴とする請求項7又は8に記載の車両の自動
操舵装置。
9. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed as the traveling state information detecting means, wherein the correction changing means detects a vehicle speed by the state quantity estimating means as the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means increases. 9. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 7, wherein the correction of the estimated state value is weakened.
【請求項10】 前記走行状態情報検出手段として前記
磁気センサが車両横方向に進むセンサ横滑り速度を検出
するセンサ横滑り速度検出手段を備え、前記補正変更手
段は、前記センサ横滑り速度検出手段で検出される車速
が大きくなるほど、前記状態量推定手段での車両の状態
量推定値の補正を弱めることを特徴とする請求項7乃至
9の何れかに記載の車両の自動操舵装置。
10. The apparatus according to claim 1, further comprising a sensor side slip speed detecting means for detecting a sensor side slip speed in which the magnetic sensor travels in a lateral direction of the vehicle, wherein the magnetic sensor detects the sensor side slip speed. 10. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 7, wherein the correction of the estimated state value of the vehicle by the state amount estimating means is reduced as the vehicle speed increases.
【請求項11】 前記状態量推定手段がカルマンフィル
タで構成され、前記補正量変更手段は、このカルマンフ
ィルタのうち、前記推定された横変位と検出された横変
位との誤差に係るゲインを小さくすることで車両の状態
量の補正を弱めることを特徴とする請求項8乃至10の
何れかに記載の車両の自動操舵装置。
11. The Kalman filter as the state quantity estimating means, and the correction amount changing means reduces a gain related to an error between the estimated lateral displacement and the detected lateral displacement in the Kalman filter. 11. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 8, wherein the correction of the state quantity of the vehicle is weakened.
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