JPH10302199A - Automatic steering device for vehicle - Google Patents

Automatic steering device for vehicle

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JPH10302199A
JPH10302199A JP9111277A JP11127797A JPH10302199A JP H10302199 A JPH10302199 A JP H10302199A JP 9111277 A JP9111277 A JP 9111277A JP 11127797 A JP11127797 A JP 11127797A JP H10302199 A JPH10302199 A JP H10302199A
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JP
Japan
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vehicle
steering
detecting
lateral
speed
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JP9111277A
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Hiroyuki Kosho
裕之 古性
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely suppress and prevent the influence of the noise of detection transverse displacement, which is increased according as the relative speed to a magnet is increased, to obtain accuracy as well as responsiveness of automatic lane following-up steering. SOLUTION: For example, a rear wheel can be steered as assistant independently of a front wheel used for lane following-up control, and a target rear wheel steering angle δrd where the side slide speed in the magnetic sensor position is zero is set in accordance with a vehicle speed (v), a lane curvature ρ, etc., and feedback control is so performed that an actual rear wheel steering angle δr coincides with the target value, thereby reducing the noise component of detected transverse displacement. A transverse momentum adjustment device like a traction controller is used to control transverse momentum like a yaw moment, and the side slide speed in the magnetic sensor position is made zero in the same manner, and the noise component of detected transverse displacement is reduced.

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, a more natural driving feeling and a more comfortable ride are provided to the occupant.

【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、その曲率はどの程度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 the degree of 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 and 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, Vehicle position information), and the detected lateral displacement matches the target lateral displacement.
In some cases, the front wheels or the rear wheels are steered by an actuator. Note that, in principle, the magnetic force source is buried in the center of the lane, and the relative positional relationship between the magnetic sensor and the vehicle does not change.

【0005】そして、このようにして車両の横変位を検
出したら、その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する。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] When the lateral displacement of the vehicle is detected in this way, the steering actuator is controlled so that the lateral displacement matches the target lateral displacement. However, if such an automatic steering device is mounted on an actual vehicle to perform automatic steering, the accuracy of control may be reduced. This is due to the fact that the noise of the detected lateral displacement changes according to the running state of the vehicle,
It has also been found that such automatic steering devices are involved in the construction of 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発生し易
い、検出される横変位のノイズ成分を的確に抑制防止し
て制御の正確性を向上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, a noise component of a detected lateral displacement, which is likely to occur in accordance with the running state of a vehicle, is accurately prevented and accurately controlled. It is an object of the present invention to provide an automatic steering device capable of improving the performance.

【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、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、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操舵制御
手段と、前記磁気センサの位置での磁力源に対する車両
の横方向へのセンサ横滑り速度を低減する横滑り速度低
減手段と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 a lateral displacement of the vehicle from a detection signal of a magnetic sensor, a steering actuator for steering a front wheel or a rear wheel, and a steering angle detection for detecting a steering angle of a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator Means, a steering control means for controlling the steering actuator so that the detected lateral displacement of the vehicle becomes a target lateral displacement, and a sensor lateral slip of the vehicle relative to a magnetic force source at the position of the magnetic sensor. And a skid speed reducing means for reducing the speed.

【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
記横滑り速度低減手段は、少なくとも前記操舵アクチュ
エータで操舵される前輪又は後輪と異なる後輪又は前輪
を補助操舵する補助操舵アクチュエータと、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、
この走行状態情報検出手段で検出された走行状態情報に
応じて前記センサ横滑り速度を低減するように前記補助
操舵アクチュエータを制御する補助操舵制御手段とを備
えた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, wherein the side slip speed reducing means includes at least a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator. Auxiliary steering actuator for auxiliary steering of different rear wheels or front wheels, and traveling state information detecting means for detecting information on the traveling state of the vehicle,
An auxiliary steering control means for controlling the auxiliary steering actuator so as to reduce the sensor side skid speed according to the traveling state information detected by the traveling state information detecting means.

【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2に係る発明において、前
記補助操舵アクチュエータで補助操舵される後輪又は前
輪の舵角を検出する補助舵角検出手段を備えると共に、
前記走行状態情報検出手段として、車速を検出する車速
検出手段と、車線の曲率を検出する車線曲率検出手段と
を備え、前記補助操舵制御手段は、前記車速検出手段で
検出された車速及び車線曲率検出手段で検出された車線
曲率に基づいて、前記センサ横滑り速度を低減するため
に必要な、前記補助操舵アクチュエータで補助操舵され
る後輪又は前輪の目標とする舵角を設定し、この目標と
する舵角に前記補助舵角検出手段で検出される舵角が一
致するように前記補助操舵アクチュエータを制御するこ
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 second aspect, wherein the auxiliary steering actuator detects a steering angle of a rear wheel or a front wheel assisted by the auxiliary steering actuator. With steering angle detection means,
The traveling state information detecting means includes a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a lane curvature detecting means for detecting a curvature of a lane. The auxiliary steering control means includes a vehicle speed and a lane curvature detected by the vehicle speed detecting means. Based on the lane curvature detected by the detecting means, a target steering angle of a rear wheel or a front wheel that is assisted by the auxiliary steering actuator, which is necessary to reduce the sensor side skid speed, is set. The auxiliary steering actuator is controlled such that the steering angle detected by the auxiliary steering angle detecting means coincides with the steering angle to be performed.

【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3の発明において、前記補
助操舵される後輪又は前輪の目標とする舵角を、状態推
定器で設定す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 automatic steering apparatus for a vehicle according to the third aspect of the present invention, the target steering angle of the rear wheel or the front wheel to be assisted is determined by a state estimator. It is characterized by setting.

【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4の発明において、前記状
態推定器がカルマンフィルタで構成されることを特徴と
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 fourth aspect, the state estimator includes a Kalman 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1乃至5の発明において、
前記横滑り速度低減手段は、少なくとも車両に発生する
横方向への横運動量を調整可能な横運動量調整手段と、
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、この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センサ横滑り速度を低減するよう
に前記横運動量調整手段を制御する横運動量制御手段と
を備えたことを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the first to fifth aspects.
The side slip speed reducing unit is a lateral momentum adjusting unit that can adjust a lateral momentum in a lateral direction generated in at least the vehicle,
Traveling state information detecting means for detecting information relating to the traveling state of the vehicle, and a lateral control means for controlling the lateral momentum adjusting means so as to reduce the sensor side skid speed according to the traveling state information detected by the traveling state information detecting means. And a momentum control 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、前記請求項6に係る発明において、前
記横運動量調整手段で調整される車両の横運動量を検出
する横運動量検出手段を備えると共に、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と、車
線の曲率を検出する車線曲率検出手段とを備え、前記横
運動量制御手段は、前記車速検出手段で検出された車速
及び車線曲率検出手段で検出された車線曲率に基づい
て、前記センサ横滑り速度を低減するために必要な、前
記横運動量調整手段で調整される車両の目標とする横運
動量を設定し、この目標とする横運動量に前記横運動量
検出手段で検出される横運動量が一致するように前記横
運動量調整手段を制御することを特徴とするものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an automatic steering apparatus for a vehicle according to the sixth aspect, wherein the lateral momentum detecting means detects the lateral momentum of the vehicle adjusted by the lateral momentum adjusting means. And the traveling state information detecting means includes a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a lane curvature detecting means for detecting a curvature of a lane, and the lateral momentum control means is detected by the vehicle speed detecting means. Based on the lane curvature detected by the vehicle speed and the lane curvature detection means, a target lateral momentum of the vehicle, which is necessary for reducing the sensor side slip speed and is adjusted by the lateral momentum adjustment means, is set. The lateral momentum adjusting means is controlled so that the lateral momentum detected by the lateral momentum detecting means coincides with the lateral momentum.

【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
記調整される車両の目標とする横運動量を、状態推定器
で設定することを特徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle automatic steering apparatus according to the seventh aspect, the target lateral momentum of the adjusted vehicle is set by a state estimator. It is characterized by the following.

【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8に係る発明において、前
記状態推定器がカルマンフィルタで構成されることを特
徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the vehicle automatic steering apparatus according to the ninth aspect, the state estimator includes a Kalman filter.

【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6又は9に係る発明にお
いて、前記横運動量調整手段が、各車輪のトラクション
を調整することで車両に発生するヨーモーメントを調整
するトラクション調整手段であ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 vehicle automatic steering apparatus according to the sixth or ninth aspect, the lateral momentum adjusting means adjusts the traction of each wheel so that the vehicle can be controlled. It is a traction adjustment means for adjusting the generated yaw moment.

【0017】[0017]

【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、磁気センサ
の位置での磁力源に対する車両の横方向へのセンサ横滑
り速度を低減する構成としたため、その分だけ車両,つ
まり磁気センサと磁力源との相対速度が小さくなるの
で、当該磁気センサと磁力源との相対速度に応じ且つ離
散化に伴って発生する横変位のノイズ成分を抑制して制
御の正確性を高めることができる。
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. When detecting the lateral displacement of the vehicle and automatically steering the front wheel or the rear wheel by controlling the steering actuator so that the detected lateral displacement coincides with the target lateral displacement, the magnetic sensor at the position of the magnetic sensor Since the configuration is such that the sensor side slip speed in the lateral direction of the vehicle is reduced, the relative speed between the vehicle, that is, the magnetic sensor and the magnetic force source is reduced by that amount. It is possible to suppress the noise component of the lateral displacement generated due to the configuration, and improve the accuracy of the control.

【0018】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、操舵アクチュエータで主として
操舵される前輪又は後輪とは異なる、後輪又は前輪を補
助操舵アクチュエータで補助操舵可能とし、車両の走行
状態情報に応じて補助操舵アクチュエータを制御するこ
とで、車両の運動特性を制御可能とし、主として操舵さ
れる前輪又は後輪だけでは低減操作できない、前記磁気
センサの位置での磁力源に対する車両の横方向へのセン
サ横滑り速度を、より正確に且つ確実に低減可能とす
る。
Further, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the second aspect of the present invention, the rear wheels or the front wheels, which are different from the front wheels or the rear wheels mainly steered by the steering actuator, can be assisted by the auxiliary steering actuator. By controlling the auxiliary steering actuator in accordance with the traveling state information of the vehicle, the kinetic characteristics of the vehicle can be controlled, and the magnetic force at the position of the magnetic sensor cannot be reduced only with the front or rear wheels that are mainly steered. It is possible to more accurately and reliably reduce the sensor skid speed in the lateral direction of the vehicle with respect to the source.

【0019】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、検出される車速及び車線曲率に
基づいて補助操舵される後輪又は前輪の目標とする舵角
を設定する構成としたため、この目標とする舵角を、前
記磁気センサの位置での磁力源に対する車両の横方向へ
のセンサ横滑り速度が零又は略零となる値に設定するこ
とができ、この目標とする舵角に検出される舵角が一致
するように補助操舵アクチュエータを制御する構成とし
たため、当該センサ横滑り速度を、より正確に且つ確実
に低減可能とする。
According to the third aspect of the present invention, the target steering angle of the rear wheel or the front wheel to be assisted is set based on the detected vehicle speed and lane curvature. With this configuration, the target steering angle can be set to a value at which the sensor side slip speed of the vehicle in the lateral direction with respect to the magnetic force source at the position of the magnetic sensor becomes zero or substantially zero. Since the auxiliary steering actuator is controlled so that the steering angle detected matches the steering angle, the sensor skid speed can be reduced more accurately and reliably.

【0020】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、状態推定器を用いて車両の状態
量を正確に推定しながら、前記補助操舵される後輪又は
前輪の目標とする舵角を設定する構成としたため、これ
に追従するように後輪又は前輪の舵角を補助操舵すれ
ば、前記センサ横滑り速度を、より正確に且つ確実に低
減可能とする。
Further, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 4 of the present invention, while accurately estimating the state quantity of the vehicle using the state estimator, the auxiliary steering of the rear wheel or the front wheel is performed. Since the target steering angle is set, if the steering angle of the rear wheel or the front wheel is assisted to follow the steering angle, the sensor skid speed can be reduced more accurately and reliably.

【0021】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、前記状態推定器をカルマンフィ
ルタで構成したため、前記推定される車両の状態量が、
出力誤差に応じて補正されて、より正確なものとなるた
め、前記目標とする舵角をより正確に設定でき、ひいて
は前記センサ横滑り速度を、より正確に且つ確実に低減
可能とする。
Further, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 5 of the present invention, since the state estimator is constituted by a Kalman filter, the estimated state amount of the vehicle is:
Since the correction is made in accordance with the output error and becomes more accurate, the target steering angle can be set more accurately, and the sensor skid speed can be more accurately and reliably reduced.

【0022】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、車両に発生する横方向への横運
動量を調整可能とし、車両の走行状態情報に応じて横運
動量調整手段を制御することで、車両の運動特性を制御
可能とし、主として操舵される前輪又は後輪だけでは低
減操作できない、前記磁気センサの位置での磁力源に対
する車両の横方向へのセンサ横滑り速度を、より正確に
且つ確実に低減可能とする。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the sixth aspect of the present invention, the lateral momentum generated in the vehicle in the lateral direction can be adjusted, and the lateral momentum adjusting means can be adjusted according to the traveling state information of the vehicle. By controlling the vehicle, it is possible to control the motion characteristics of the vehicle, mainly the steering wheel can not be reduced only by the front wheel or the rear wheel, the sensor skid speed in the lateral direction of the vehicle with respect to the magnetic force source at the position of the magnetic sensor, It is possible to reduce more accurately and reliably.

【0023】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、検出される車速及び車線曲率に
基づいて調整される車両の目標とする横運動量を設定す
る構成としたため、この目標とする横運動量を、前記磁
気センサの位置での磁力源に対する車両の横方向へのセ
ンサ横滑り速度が零又は略零となる値に設定することが
でき、この目標とする横運動量に検出される横運動量が
一致するように横運動量調整手段を制御する構成とした
ため、当該センサ横滑り速度を、より正確に且つ確実に
低減可能とする。
According to the automatic steering apparatus for a vehicle according to the seventh aspect of the present invention, since the target lateral momentum of the vehicle adjusted based on the detected vehicle speed and lane curvature is set. The target lateral momentum can be set to a value at which the sensor side slip speed of the vehicle in the lateral direction with respect to the magnetic force source at the position of the magnetic sensor becomes zero or substantially zero, and the target lateral momentum is detected. Since the lateral momentum adjusting means is controlled so that the lateral momentums to be adjusted coincide with each other, the sensor side slip speed can be reduced more accurately and reliably.

【0024】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、状態推定器を用いて車両の状態
量を正確に推定しながら、前記調整される車両の目標と
する横運動量を設定する構成としたため、これに追従す
るように車両の横運動量を調整すれば、前記センサ横滑
り速度を、より正確に且つ確実に低減可能とする。
Further, according to the automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 8 of the present invention, while accurately estimating the state quantity of the vehicle using the state estimator, the target lateral position of the adjusted vehicle is obtained. Since the momentum is set, if the lateral momentum of the vehicle is adjusted so as to follow the momentum, the sensor skid speed can be more accurately and reliably reduced.

【0025】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、前記状態推定器をカルマンフィ
ルタで構成したため、前記推定される車両の状態量が、
出力誤差に応じて補正されて、より正確なものとなるた
め、前記目標とする横運動量をより正確に設定でき、ひ
いては前記センサ横滑り速度を、より正確に且つ確実に
低減可能とする。
According to the ninth aspect of the present invention, since the state estimator is constituted by a Kalman filter, the estimated state amount of the vehicle is:
Since the correction is made in accordance with the output error and becomes more accurate, the target lateral momentum can be set more accurately, and the sensor skid speed can be more accurately and reliably reduced.

【0026】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、前記横運動量調整手段をトラ
クション調整手段で構成し、各輪のトラクションを調整
することで車両に発生するヨーモーメントを調整可能と
することにより、前記請求項4又は5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 claim 10 of the present invention, the lateral momentum adjusting means comprises traction adjusting means, and the yaw generated in the vehicle by adjusting the traction of each wheel. By making the moment adjustable, the automatic steering device according to claim 4 or 5 can be implemented.

【0027】[0027]

【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、前輪を主として操舵す
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 mainly steers the front wheels will be described.

【0028】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 apparatus 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.

【0029】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、前記モータ5を含む自動操舵機構は、後
述す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. The automatic steering mechanism including the motor 5 is controlled by a control signal from an automatic steering control unit 13 described later.

【0030】一方、本実施形態では、後左右輪15を補
助操舵するための補助操舵機構も付加されている。この
補助操舵機構は、後左右輪15を連結する操舵杆20と
同軸に取付けられたラック19と、このラック19に噛
合し且つモータ17の回転駆動力でラック19を往動さ
せて後左右輪15を補助操舵するギヤ18とを備えてな
る。このモータ17を含む補助操舵機構も、後述する自
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。
On the other hand, in this embodiment, an auxiliary steering mechanism for assisting the rear left and right wheels 15 is also added. The auxiliary steering mechanism includes a rack 19 mounted coaxially with a steering rod 20 for connecting the rear left and right wheels 15, and meshes with the rack 19 and moves the rack 19 forward by the rotational driving force of the motor 17 to move the rear left and right wheels. And a gear 18 for assisting steering of the gear 15. The auxiliary steering mechanism including the motor 17 is also controlled by a control signal from an automatic steering control unit 13 described later.

【0031】また、この車両には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δ
f 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。また、図中の
符号21は補助舵角センサであり、前記操舵杆20の移
動量から後左右輪15の実後輪舵角δr 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。
Further, various sensors are mounted on the vehicle. Reference numeral 3 denotes a steering angle sensor which calculates the actual front wheel steering angle δ of the front left and right wheels 12 based on the rotation angle of the steering shaft 9.
f is calculated and output to the automatic steering control unit 13. Reference numeral 4 in the figure denotes a vehicle speed sensor, for example, based on the rotation speed of the output shaft of the transmission, and the moving speed of the vehicle (vehicle speed)
v is calculated and output 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. Reference numeral 21 in the drawing denotes an auxiliary steering angle sensor, and outputs the automatic steering control unit 13 indexes the actual rear wheel steering angle [delta] r of the rear left and right wheels 15 from the amount of movement of the steering rod 20.

【0032】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) embedded along the lane as a magnetic force source is detected by a magnetic sensor 1 mounted at 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.

【0033】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.

【0034】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や補助操舵機構のモータ17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 unit such as a microprocessor unit which performs arithmetic processing and has a certain buffer mechanism, and outputs a control signal set by the arithmetic processing unit to the motor 5 of the automatic steering mechanism and the motor 17 of the auxiliary steering mechanism. And an output interface circuit for performing the operation.

【0035】また、本実施形態では、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。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2aに示す
構成となる。
In the present embodiment, 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. The Kalman filter estimates several state quantities based on the modern control theory according to a preset model, and assuming that feedback control is performed for each of them, consequently eliminates various chain-like responses, resulting in a single state. When the feedback control of the state quantity is facilitated and accurate, the model, that is, the estimated state quantity can be corrected according to the output error between the output estimated state quantity and the detected state quantity. is there. Specifically, the configuration shown in FIG. 2A is obtained.

【0036】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主として操
舵して車両の横変位を制御する共に、後輪を補助操舵し
て、前記磁気センサ12の位置における対磁石横方向速
度,つまりセンサ横滑り速度を低減するだけのものの場
合にはヨーモーメントTr を零に設定すればよい。
Here, since the model in the Kalman filter of the present embodiment is a two-wheel model of a vehicle, this is expressed by the following equation 12 using a state space expression. However, in the two-wheel model shown in Formula 12, since the rear wheels can be steered and the yaw moment can be controlled by the traction of the rear wheels, the front wheels are mainly steered and the vehicle is steered as in the present embodiment. In the case of controlling the lateral displacement and assisting the rear wheel to reduce the lateral speed with respect to the magnet at the position of the magnetic sensor 12, that is, the sensor side slip speed, the yaw moment Tr is set to zero. I just need.

【0037】 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。また、 β :車両重心点の横滑り角 r :ヨーレイト Δψ:車線を基準とするヨー角 Ls :磁気センサと車両重心点との平面視における距離 Cr :後左右二輪のコーナリングスティフネス Cf :前左右二輪のコーナリングスティフネス m :車両質量 b :後輪軸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 I :車両の慣性モーメント である。[0037] 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. Β: sideslip angle at the center of gravity of the vehicle r: yaw rate Δψ: yaw angle relative to the lane L s : distance in plan view between the magnetic sensor and the center of gravity of the vehicle C r : cornering stiffness of rear right and left two wheels C f : front Cornering stiffness of right and left wheels m: vehicle mass b: distance between rear wheel axle and vehicle center of gravity in plan view a: distance between front wheel axle and vehicle center of gravity in plan view I: moment of inertia of vehicle.

【0038】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' (’は
時間微分値を示す)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 a steady running state, the left side, that is, the side slip angular velocity β '(' indicates a time differential value) at the center of gravity of the vehicle, the yaw angular acceleration r ', the yaw rate Δψ' Since it is considered that all the lateral displacement speeds y 'become zero, 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.

【0039】 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。
[0039] 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.

【0040】 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(即ちρ0 =ρ)ことを考慮して以上を
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Δδrd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、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、前記定常ヨーモーメント
r0或いは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)
Solving them together gives the following equation (17). In other words, the gain here
Vector x (corrected sideslip angle Δβ, corrected yaw
-Rate Δr, corrected yaw angle ΔTwoψ, the corrected lateral displacement Δy) is
If it were accurate, we would have to correct from this vector.
Front wheel steering angle, that is, the corrected front wheel steering angle ΔδfdOr, the corrected wheel rudder
Angle ΔδrdAnd corrected yaw moment ΔTrdEtc. can be calculated
You. Note that the yaw moment is not corrected as described above.
In the case of the present embodiment, the steady yaw moment
T r0Or the corrected yaw moment ΔTrdEtc. to all “0”
Just set it.

【0041】 この17式を、前記図2a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。
[0041] This 17 equation is abbreviated according to the configuration diagram of the Kalman filter shown in FIG.

【0042】 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.

【0043】 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。
[0043] 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.

【0044】 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.

【0045】結論として得られるフィードバック則は、
図2b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 resulting feedback law is:
According to the block diagram shown in FIG. 2B, it is expressed by the following 19 equations, and by listing each element, 20 equations are obtained. Note that K R
Is a constant matrix.

【0046】 u=−KR ・x ………(19) ここで、目標横変位をΔyd とすると、ΔyをΔyd
するためには、 となる。
U = −K R · x (19) Here, when the target lateral displacement and [Delta] y d, to the [Delta] y and [Delta] y d is Becomes

【0047】つまり、本実施形態では、制御可能な後輪
舵角δr についても、このフィードバック分までは補正
しない,つまり目標後輪舵角δrdは前記定常後輪舵角δ
r0に設定されるため、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Δ2 ψ、補正横変位Δy
に対して、補正前輪舵角Δδfdは下記21式で端的に与
えられることになる。
[0047] That is, in this embodiment, for the wheel steering angle [delta] r after controllable, until the feedback frequency is not corrected, that is, the target rear wheel steering angle [delta] rd said stationary rear-wheel steering angle [delta]
Since it is set to r0 , the estimated corrected side slip angle Δβ, the corrected yaw rate Δr, the corrected yaw angle Δ 2 ψ, and the corrected lateral displacement Δy
On the other hand, the corrected front wheel steering angle Δδ fd is simply given by the following equation (21).

【0048】 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.

【0049】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2a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 to the description of the Kalman filter again, 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 model described above. 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. 2A, 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. 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.

【0050】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, as is clear from the above description, if the gain characteristic is large, the state quantity can be corrected 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.

【0051】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3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
算処理に必要な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. Necessary programs, maps, tables, and the like are read from the storage device to the buffer of the arithmetic processing device at any time.

【0052】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で前記車速セン
サ4からの車速v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 vehicle speed v from the vehicle speed sensor 4 is read in step S1.

【0053】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、下記1式に従って定常前輪舵角δf0
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。また、この定常前輪舵角δf0は、車両の線
形性により、定常ヨーモーメントTr0=0としたときの
前記14式で表れる平衡点周りの状態量と等価である。
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 steady front wheel steering angle δ f0 is calculated according to the following equation.
Is calculated. The calculation principle of the following equation will be described in detail later. This steady front wheel steering angle δ f0 is equivalent to the state quantity around the equilibrium point expressed by the above equation (14) when the steady yaw moment T r0 = 0, due to the linearity of the vehicle.

【0054】 次にステップS4に移行して、下記2式に従って定常後
輪舵角δr0を算出する。なお、下記2式の算出原理につ
いては後段に詳述する。また、この定常後輪舵角δ
r0は、車両の線形性により、定常ヨーモーメントTr0
0としたときの前記14式で表れる平衡点周りの状態量
と等価である。
[0054] Next, the process proceeds to step S4 to calculate a steady rear wheel steering angle δ r0 according to the following two equations. The calculation principle of the following two equations will be described in detail later. Also, this steady rear wheel steering angle δ
r0 is a steady yaw moment Tr0 =
It is equivalent to the state quantity around the equilibrium point expressed by the above equation (14) when it is set to 0.

【0055】 次にステップS5に移行して、前記舵角センサ3からの
前輪舵角δf 及び補助舵角センサ21からの後輪舵角δ
r を読込む。
[0055] At the next step S5, wheel steering angle after the front wheel steering angle [delta] f and the auxiliary steering angle sensor 21 from the steering angle sensor 3 [delta]
Read r .

【0056】次にステップS6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S7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
当する定常横変位y0 を算出する。
[0056] and then proceeds to step S6, in accordance with the following 22 formula, 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 process proceeds to step S7, and at least the steady-state lateral displacement y 0 corresponding at least around the equilibrium point is obtained from the vehicle speed v and the lane curvature ρ according to the above equation (14). calculate.

【0057】次にステップS8に移行して、前記横変位
検出装置2からの横変位yを読込む。次にステップS9
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y0 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 flow shifts to step S8, where the lateral displacement y from the lateral displacement detecting device 2 is read. Next, step S9
Then, the lateral displacement deviation Δy is calculated from the detected actual lateral displacement y and the steady lateral displacement y 0 according to the following equation (23). 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.

【0058】 Δy=y−y0 ………(23) 次にステップS10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 process proceeds to step S 10, where each state quantity is estimated by a Kalman filter composed of the above formula (17).
The state estimation vector x is calculated.

【0059】次にステップS11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S12に移行して、下記24式及び25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δf0から目標前輪舵角δfdを、或いは定常前輪舵角δ
r0から目標後輪舵角δrdを、夫々算出する。
Next, the flow shifts to step S11, where
From Equations (21) and (21), the corrected front wheel steering angle Δδ fdIs calculated. next
The process proceeds to step S12, and the following formulas 24 and 25 are used.
Thus, the calculated corrected front wheel steering angle Δδfd, Steady front wheel rudder
Angle δf0From the target front wheel steering angle δfdOr steady front wheel steering angle δ
r0From the target rear wheel steering angle δrdAre calculated respectively.

【0060】 δfd=δf0+Δδfd ………(24) δrd=δr0 ………(25) 次にステップS13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する。
Δ fd = δ f0 + Δδ fd (24) δ rd = δ r0 (25) Next, the process proceeds to step S13, where the actual front wheel steering is set to the set target front wheel steering angle δ fd. to then creates a control signal for feedback control to match the angular [delta] f output.

【0061】次にステップS14に移行して、前記設定
された目標後輪舵角δrdに実後輪舵角δr 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。
[0061] and then proceeds to step S14, returns to the main program and the by creating a set control signal of the feedback control to the target rear wheel steering angle [delta] rd match Migo wheel steering angle [delta] r outputs I do.

【0062】次に、前記1式及び2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する場合の
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 principle of calculation of the above equations 1 and 2 will be described. The equation of motion when the rear wheels are steered as in the present embodiment is expressed by the following equations 5 and 6 using a two-wheel model.

【0063】 m・v・(r+β' )=Cf ・(δf −(a・r+v・β)/v) +Cr ・(δr −(v・β−b・r)/v) ……… (5) I・r' =a・Cf ・(δf −(a・r+v・β)/v) −b・Cr ・(δr −(v・β−b・r)/v) ……… (6) 但し、 β' :車両重心点の横滑り角速度 r' :ヨー角加速度 である。M · v · (r + β ′) = C f · (δ f − (ar + v · β) / v) + C r · (δ r − (v · β−br) / v) (5) I · r ′ = a · C f · (δ f − (a · r + v · β) / v) −b · C r · (δ r − (v · β−br) / v) (6) where β ': side slip angular velocity at the center of gravity of the vehicle, r': yaw angular acceleration.

【0064】また、旋回運動の定常状態におけるヨーレ
イトrは車線曲率ρと車速vとから下記7式で表され
る。 r=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r' も共に零であるから、それを
下記8式で表す。
The yaw rate r in the steady state of the turning motion is expressed by the following equation from the lane curvature ρ and the vehicle speed v. r = ρ · v (7) Further, in the steady state of the turning motion, both the sideslip angular velocity β ′ and the yaw angular acceleration r ′ at the center of gravity of the vehicle are zero.

【0065】 β' =r' =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。
[0065] β '= r' = 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.

【0066】 vs =Ls ・r+v・β ……… (9) 前記5式及び6式の前輪舵角δf を前記定常状態におけ
る定常前輪舵角δf0とすると共に、後輪舵角δr を前記
定常状態における定常後輪舵角δr0とし、これらの夫々
について前記5式乃至9式を解けば前記1式及び2式を
得る。このような算出原理は、前記変更点周りの状態
量,つまり定常状態における各状態量を導出するための
原理と同じであるから、前記14式の定常前輪舵角δf0
や定常後輪舵角δr0と1式や2式のそれらとが夫々等価
であることが理解できる。これは車両の線形性によるも
のである。
V s = L s · r + v · β (9) The front wheel steering angle δ f of the above formulas (5) and (6) is set to the steady front wheel steering angle δ f0 in the steady state, and the rear wheel steering angle δ Let r be the steady rear wheel steering angle δ r0 in the steady state, and solve Equations 5 to 9 for each of them to obtain Equations 1 and 2. Such a calculation principle is the same as the principle for deriving the state quantity around the change point, that is, each state quantity in a steady state, so that the steady front wheel steering angle δ f0
It can be understood that the steady rear wheel steering angle δ r0 is equivalent to those of Equations 1 and 2 respectively. This is due to the linearity of the vehicle.

【0067】なお、補正前輪舵角Δδfdについては、前
記定常前輪舵角δf0を与えたときの横変位yのフィード
バック制御による補正分と考えて、古典制御理論にいう
所謂PID制御に応じて設定してもよい。
The corrected front wheel steering angle Δδ fd is considered to be a correction by feedback control of the lateral displacement y when the steady front wheel steering angle δ f0 is given, and is determined according to the so-called PID control in classical control theory. May be set.

【0068】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9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. 9, the level (height) of the magnetic sensor is constant. Therefore, 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.

【0069】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9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1
0a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10bのように表れる。
つまり、磁気センサが磁石に最も接近したときに、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.
Assuming that the distance between the magnetic sensor and the magnet is D as shown in FIG. 0a, the relationship between the distance D and the magnetic force appears as shown in FIG. 10b.
That is, when the magnetic sensor comes 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.

【0070】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、前述の
ように出力誤差を補正できるカルマンフィルタのような
オブザーバ(状態推定器)を用いてノイズ成分を除去す
る。
Therefore, when the steering actuator is controlled using the detected lateral displacement so as to coincide with the target lateral displacement as described above, the output error can be corrected in the present embodiment as described above. A noise component is removed using an observer (state estimator) such as a Kalman filter.

【0071】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.

【0072】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.

【0073】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。
When 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,
That is, assuming that the noise is caused by the relative speed with respect to the vehicle, the noise component of the detected lateral displacement increases as the sideslip speed of the magnetic sensor increases.

【0074】こうした磁石と磁気センサ,つまり車両と
の相対速度のうち、車両の前後方向,つまり前記センサ
横滑り速度と直交する方向の速度成分であって、所謂車
速に相当する成分は、車両が所望する速度移動するため
に変更できない、或いは変更すべきでない速度成分であ
る。そこで、本実施形態では、前記センサ横滑り速度を
低減し、望ましくは零として、検出される横変位のノイ
ズ成分を低減しようとする。ところが、通常の車両のよ
うに、前輪のみを操舵する車両にあっては、車両特性に
よっては、磁気センサの位置におけるセンサ横滑り速度
を制御することができない。つまり、センサ横滑り速度
(車両の横滑り速度と同じ)は、舵角と車速が与えられ
ると、車両特性によって一意に決まってしまう(勿論、
路面μや路面の形状等の外乱要素は個別の要素であ
る)。
Of the relative speed between the magnet and the magnetic sensor, that is, the vehicle, the speed component in the front-rear direction of the vehicle, that is, the direction orthogonal to the sensor side slip speed, which is equivalent to the so-called vehicle speed, is the one that the vehicle desires This is a speed component that cannot be changed or should not be changed in order to move. Thus, in the present embodiment, the sensor side slip speed is reduced, preferably to zero, to reduce the noise component of the detected lateral displacement. However, in a vehicle that steers only the front wheels, such as a normal vehicle, the sensor skid speed at the position of the magnetic sensor cannot be controlled depending on the vehicle characteristics. That is, the sensor sideslip speed (same as the sideslip speed of the vehicle) is uniquely determined by the vehicle characteristics when the steering angle and the vehicle speed are given (of course,
Disturbance elements such as the road surface μ and the shape of the road surface are individual elements).

【0075】そこで、本実施形態では、主として操舵さ
れる前輪が、あくまでも車線追従制御を司り、更に後輪
を補助操舵することで、前記センサ横滑り速度を低減
し、好ましくは零とする。このとき、補助操舵される後
輪の目標とする舵角には、前記定常後輪舵角δr0を用い
て前記センサ横滑り速度を零に近づけながら車両の挙動
を安定させ、一方で前輪には定常前輪舵角δf0を与えて
車線に大まかに追従できるようにしながら、更に補正前
輪舵角Δδfdを与えて微小横変位Δyを補正して完全な
車線追従を達成する。つまり、本実施形態の車両では、
図5に示すように一般的な車両とはやや異なる車両旋回
運動が達成される。勿論、センサ横滑り速度は零又は略
零となるために、その分だけ、検出される横変位yのノ
イズ成分が低減し、結果的に自動操舵制御の正確性が向
上する。
Therefore, in this embodiment, the front wheel to be steered is mainly responsible for the lane following control, and the rear wheel is further assisted to reduce the sensor skid speed, preferably to zero. At this time, the target steering angle of the rear wheel to be assisted is stabilized using the steady rear wheel steering angle δ r0 while stabilizing the behavior of the vehicle while approaching the sensor side skid speed to zero. While providing a steady front wheel steering angle δ f0 so that the vehicle can roughly follow the lane, the correction front wheel steering angle Δδ fd is further provided to correct the small lateral displacement Δy to achieve complete lane following. That is, in the vehicle of the present embodiment,
As shown in FIG. 5, a vehicle turning motion slightly different from a general vehicle is achieved. Of course, since the sensor side slip speed is zero or substantially zero, the noise component of the detected lateral displacement y is reduced accordingly, and as a result, the accuracy of the automatic steering control is improved.

【0076】このように本実施形態の自動操舵装置で
は、主として操舵される車輪以外の車輪を補助操舵する
ことでセンサ横滑り速度を低減可能とし、更に車速や車
線曲率から、センサ横滑り速度を零とする補助操舵輪の
目標舵角を設定し、この目標舵角に実際の舵角が一致す
るように補助操舵輪用アクチュエータを制御することに
より、検出される横変位のノイズ成分を効果的且つ大幅
に低減して、制御の正確性を向上することができる。
As described above, in the automatic steering apparatus according to the present embodiment, the sensor side slip speed can be reduced by mainly assisting the wheels other than the steered wheels, and the sensor side slip speed can be reduced to zero from the vehicle speed and lane curvature. By setting the target steering angle of the auxiliary steering wheel to be controlled and controlling the auxiliary steering wheel actuator so that the actual steering angle matches the target steering angle, the noise component of the detected lateral displacement can be effectively and significantly reduced. And the accuracy of the control can be improved.

【0077】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、前記自動操舵機構が本発明の操舵アクチ
ュエータを構成し、以下同様に、前記横変位検出装置及
び図3の演算処理のステップS8が横変位検出手段を構
成し、前記舵角センサ3及び図3の演算処理のステップ
S5が舵角検出手段を構成し、図3の演算処理のステッ
プS9乃至13が操舵制御手段を構成し、前記補助操舵
機構が補助操舵アクチュエータを構成し、補助舵角セン
サ21及び図3の演算処理のステップS5が補助舵角検
出手段を構成し、車速センサ4及び図3の演算処理のス
テップS1が車速検出手段及び走行状態情報検出手段を
構成し、車線曲率検出装置16及び図3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、図3の演算処理のステップS4及びステッ
プS14が補助操舵制御手段を構成し、前記補助操舵機
構及び補助舵角センサ21及び車速センサ4及び車線曲
率検出装置16及び図3の演算処理のステップS1及び
ステップS2及びステップS4及びカルマンフィルタ
(状態推定器)に相当するステップS10及びステップ
S14が横滑り速度低減手段を構成する。
As described above, the present embodiment is an embodiment of the vehicle automatic steering device according to claim 1 or 2 of the present invention, wherein the automatic steering mechanism constitutes a steering actuator of the present invention. Similarly, the lateral displacement detecting device and step S8 of the arithmetic processing in FIG. 3 constitute a lateral displacement detecting means, and the steering angle sensor 3 and step S5 of the arithmetic processing in FIG. 3 constitute a steering angle detecting means. Steps S9 to S13 of the arithmetic processing in FIG. 3 constitute the steering control means, the auxiliary steering mechanism constitutes the auxiliary steering actuator, and the auxiliary steering angle sensor 21 and the step S5 of the arithmetic processing in FIG. The vehicle speed sensor 4 and step S1 of the arithmetic processing of FIG. 3 constitute vehicle speed detecting means and running state information detecting means, and the lane curvature detecting device 16 and step S2 of the arithmetic processing of FIG. Steps S4 and S14 of the arithmetic processing shown in FIG. 3 constitute auxiliary steering control means, the auxiliary steering mechanism, the auxiliary steering angle sensor 21, the vehicle speed sensor 4, and the lane curvature. Steps S1, S2, and S4 of the detection device 16 and the arithmetic processing in FIG. 3 and steps S10 and S14 corresponding to a Kalman filter (state estimator) constitute a skid speed reduction unit.

【0078】なお、前記第1実施形態では、後輪を補助
操舵する機構を持ち、更に前記図3の演算処理では、横
変位偏差に対する当該後輪の補正後輪舵角まで算出可能
としながら、横変位偏差の補正に対しては後輪舵角を制
御せず、センサ横滑り速度を零とするための定常後輪舵
角のみを目標後輪舵角に設定したが、勿論、横変位を補
正するために後輪舵角を補正してもよい。但し、この場
合には、定常後輪舵角がセンサ横滑り速度を零とするた
めの値に設定されたのに対して、更に横変位を補正する
ためにこれを補正するのであるから、センサ横滑り速度
の収束性が低下する虞れがあることに留意したい。この
場合には、センサ横滑り速度の出力誤差に対する状態量
の補正か、若しくはセンサ横滑り速度に対する最適レギ
ュレータが必要となろう。
In the first embodiment, a mechanism for assisting the rear wheel is provided. In the arithmetic processing shown in FIG. 3, it is possible to calculate a corrected rear wheel steering angle of the rear wheel with respect to the lateral displacement deviation. For the correction of the lateral displacement deviation, the rear wheel steering angle was not controlled, and only the steady rear wheel steering angle for setting the sensor side slip speed to zero was set as the target rear wheel steering angle. For this purpose, the rear wheel steering angle may be corrected. However, in this case, although the steady rear wheel steering angle is set to a value for setting the sensor side slip speed to zero, this is corrected to further correct the lateral displacement. It should be noted that speed convergence may be reduced. In this case, it is necessary to correct the state quantity for the output error of the sensor side slip speed or to provide an optimum regulator for the sensor side slip speed.

【0079】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実施形態の後輪の補助操
舵機構に代えて、横運動量調整手段を構成するトラクシ
ョン調整機構が取付けられている。このトラクション調
整機構は、例えば各車輪に設けられたトラクションコン
トロールアクチュエータ22によって構成され、各車輪
のトラクション(駆動及び制動力)を調整することで車
両に発生するヨーモーメントを調整するものである。よ
り具体的には、本出願人が先に提案した特開平6−32
1087号公報に記載される制動力制御装置や、特開平
8−127258号公報に記載される後左右輪の駆動力
制御装置や、或いは公知の前後輪間駆動力配分制御装置
等を単独で或いは適宜に組み合わせて用いることができ
る。これらのトラクションコントロールアクチュエータ
22の具体的な制御の詳細については、これらの文献を
参照されるものとして、ここでは目標とするヨーモーメ
ントTrdを達成するための制御信号が、前記コントロー
ルユニット13から各トラクションコントロールアクチ
ュエータ22に供給されると、各アクチュエータは単独
で或いは相互に作動して、当該目標とするヨーモーメン
トTrdを達成するものとする。それ以外の構成は、前記
第1実施形態のものと同様又は略同様であり、同等の構
成部材には同等の符号を附してその詳細な説明を省略す
る。
Next, an automatic steering system according to a second embodiment of the present invention will be described. First, as an outline of the automatic steering device provided in the vehicle, a traction adjustment mechanism constituting a lateral momentum adjustment means is attached instead of the auxiliary steering mechanism for the rear wheels in the first embodiment. This traction adjustment mechanism is configured by, for example, a traction control actuator 22 provided on each wheel, and adjusts the yaw moment generated in the vehicle by adjusting the traction (driving and braking force) of each wheel. More specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 1087, a rear-wheel drive power controller described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-127258, or a known front-rear wheel drive power distribution control device alone or the like. They can be used in appropriate combination. For details of the specific control of the traction control actuator 22, reference is made to these documents. Here, a control signal for achieving the target yaw moment T rd is transmitted from the control unit 13 to the control unit 13. When supplied to the traction control actuator 22, the actuators operate independently or mutually to achieve the target yaw moment T rd . Other configurations are the same or substantially the same as those of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same components, and the detailed description thereof will be omitted.

【0080】また、本実施形態でも、前記第1実施形態
と同様に、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。
但し、前記12式に示す二輪モデルは、後輪を操舵可能
とし、更に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主として操舵して車両
の横変位を制御する共に、ヨーモーメントを制御して、
前記磁気センサ12の位置における対磁石横方向速度,
つまりセンサ横滑り速度を低減するだけのものの場合に
は前記12式中の後輪舵角δr を零に設定すればよい。
また、後輪舵角を補正しない本実施形態のような場合に
は、前記14式,17式,20式中の定常後輪舵角δr0
や補正後輪舵角Δδrd等を全て“0”に設定すればよい
だけである。また、本実施形態では、前記最適レギュレ
ータ及びカルマンフィルタの説明と同様に、前記12式
からなる状態推定器によって、補正横変位Δyと補正前
輪舵角ΔδfdとからヨーモーメントTr を推定可能な構
成となっている。
In this embodiment, as in the first embodiment, a Kalman filter as a state estimator is constructed in a digital system such as a microcomputer in the automatic steering control unit 13.
However, in the two-wheel model shown in the above equation (12), since the rear wheels can be steered and the yaw moment can be further controlled, the lateral displacement of the vehicle is controlled by mainly steering the front wheels as in the present embodiment. Both control the yaw moment,
Lateral velocity with respect to the magnet at the position of the magnetic sensor 12,
That in the case of only one reducing sensor side-slip velocity may be set to zero wheel steering angle [delta] r after in the equation (12).
Further, in the case of the present embodiment in which the rear wheel steering angle is not corrected, the steady rear wheel steering angle δ r0 in Equations (14), (17) and (20) is used.
It is only necessary to set all the corrected wheel steering angles Δδ rd and the like to “0”. Further, in the present embodiment, similarly to the description of the optimal regulator and the Kalman filter, the configuration in which the yaw moment Tr can be estimated from the corrected lateral displacement Δy and the corrected front wheel steering angle Δδ fd by the state estimator composed of the equation (12). It has become.

【0081】次に、前記自動操舵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7
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。また、この演算処理は、第1実施形態と同
様に、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る。
Next, the arithmetic processing of this embodiment executed in the automatic steering control unit 13 will be described with reference to FIG.
This 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. This arithmetic processing is executed as a timer interrupt processing at every preset sampling time ΔT, for example, 10 msec., As in the first embodiment.

【0082】この実施形態の演算処理は、前記図3に示
す第1実施形態の演算処理のステップS3,S4,S
5,S10,S12,S14の夫々が、ステップS
3’,S4’,S5’,S10’,S12’,S14に
代わっている他は、全て第1実施形態と同様であるの
で、同等のステップには同等の符号を附してその詳細な
説明を省略する。
The arithmetic processing of this embodiment is similar to the arithmetic processing of the first embodiment shown in FIG.
5, S10, S12, and S14 are each performed in step S
Except for replacing 3 ', S4', S5 ', S10', S12 ', and S14, they are all the same as those in the first embodiment. Is omitted.

【0083】この変更になったステップのうち、ステッ
プS3’では、下記26式に従って定常前輪舵角δf0
算出する。なお、下記26式の算出原理については後段
に詳述する。また、この定常前輪舵角δf0は、車両の線
形性により、定常後輪舵角δ r0=0としたときの前記1
4式で表れる平衡点周りの状態量と等価である。
Of the changed steps, the step
In step S3 ', the steady front wheel steering angle?f0To
calculate. The calculation principle of the following equation (26) is described later.
Will be described in detail. Also, this steady front wheel steering angle δf0The vehicle line
Steady rear wheel steering angle δ r0The above 1 when = 0
This is equivalent to the state quantity around the equilibrium point expressed by Equation 4.

【0084】 また、ステップS4’では、下記27式に従って定常ヨ
ーモーメントTr0を算出する。なお、下記27式の算出
原理についても後段に詳述する。また、この定常ヨーモ
ーメントTr0は、車両の線形性により、定常後輪舵角δ
r0=0としたときの前記14式で表れる平衡点周りの状
態量と等価である。
[0084] In step S4 ', a steady yaw moment Tr0 is calculated according to the following equation (27). The calculation principle of the following equation (27) will be described in detail later. In addition, the steady yaw moment Tr0 is determined by the steady rear wheel steering angle δ due to the linearity of the vehicle.
This is equivalent to the state quantity around the equilibrium point expressed by the above equation (14) when r0 = 0.

【0085】 Tr0=(a+b)・ρ・Cr (b+Ls )+a・m・ρ・v2 ………(27) また、ステップS5’では、単に、前記舵角センサ3か
らの前輪舵角δf のみを読込む。
T r0 = (a + b) · ρ · C r (b + L s ) + am · ρ · v 2 (27) In step S 5 ′, the front wheel steering from the steering angle sensor 3 is simply performed. Read only the angle δ f .

【0086】また、ステップS10’では、カルマンフ
ィルタによる状態推定と共に、前述のように状態推定器
によって現在のヨーモーメントTr を推定する。また、
ステップS12’では、前記24式に従って目標前輪舵
角δfdを算出すると共に、下記28式に従って目標ヨー
モーメントTrdを算出する。
In step S10 ', the current yaw moment Tr is estimated by the state estimator as described above, together with the state estimation by the Kalman filter. Also,
In step S12 ′, the target front wheel steering angle δ fd is calculated according to the above equation (24), and the target yaw moment T rd is calculated according to the following equation (28).

【0087】 Trd=Tr0 ………(28) また、ステップS14’では、前記設定された目標ヨー
モーメントTrdに実ヨーモーメントTr 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。
T rd = T r0 (28) In step S 14 ′, a control signal for feedback control for making the actual yaw moment T r coincide with the set target yaw moment T rd is generated and output. To return to the main program.

【0088】次に、前記26式及び27式の算出原理に
ついて説明する。本実施形態のように車両のヨーモーメ
ントを制御する場合の運動方程式は、二輪モデルを用い
て下記29式及び30式で表される。
Next, the principle of calculation of the equations (26) and (27) will be described. The equation of motion when controlling the yaw moment of the vehicle as in the present embodiment is expressed by the following equations 29 and 30 using a two-wheel model.

【0089】 m・v・(r+β' )=Cf ・(δf −(a・r+v・β)/v) +Cr ・(−(v・β−b・r)/v) ………(29) I・r' =a・Cf ・(δf −(a・r+v・β)/v) −b・Cr ・(−(v・β−b・r)/v)+Tr ………(30) 但し、 Tr :車両に発生する四輪分のヨーモーメント である。M · v · (r + β ′) = C f · (δ f − (ar + v · β) / v) + C r · (− (v · β−br) / v) 29) I · r ′ = a · C f · (δ f − (a · r + v · β) / v) −b · C r · (− (v · β−br) / v) + T r (30) where Tr is the yaw moment of the four wheels generated in the vehicle.

【0090】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.

【0091】本実施形態では、主として操舵される前輪
で車線追従制御を行い、更に各車輪のトラクションを調
整して車両に発生するヨーモーメントを調整すること
で、前記センサ横滑り速度を低減し、好ましくは零とす
る。このとき、目標とするヨーモーメントTrdには、前
記定常ヨーモーメントTr0を用いて前記センサ横滑り速
度を零に近づけながら車両の挙動を安定させ、一方で前
輪には定常前輪舵角δf0を与えて車線に大まかに追従で
きるようにしながら、更に補正前輪舵角Δδfdを与えて
微小横変位Δyを補正して完全な車線追従を達成する。
つまり、本実施形態の車両でも、理想的な旋回運動とし
て、図8に示すように磁気センサの横滑り速度もヨー角
速度も零であり、一定のヨー角を保ったまま、車両は旋
回する。勿論、センサ横滑り速度は零又は略零となるた
めに、その分だけ、検出される横変位yのノイズ成分が
低減し、結果的に自動操舵制御の正確性が向上する。
In this embodiment, the lane following control is mainly performed by the steered front wheels, and the traction of each wheel is further adjusted to adjust the yaw moment generated in the vehicle. Is zero. At this time, for the target yaw moment Trd , the steady-state yaw moment Tr0 is used to stabilize the behavior of the vehicle while keeping the sensor side slip speed close to zero, while the front wheels have a steady front wheel steering angle δf0 . While giving the vehicle roughly following the lane, a small lateral displacement Δy is further corrected by giving a corrected front wheel steering angle Δδ fd to achieve complete lane following.
That is, also in the vehicle of the present embodiment, as an ideal turning motion, the side slip speed and the yaw angular speed of the magnetic sensor are zero as shown in FIG. 8, and the vehicle turns while maintaining a constant yaw angle. Of course, since the sensor side slip speed is zero or substantially zero, the noise component of the detected lateral displacement y is reduced accordingly, and as a result, the accuracy of the automatic steering control is improved.

【0092】このように本実施形態の自動操舵装置で
は、主として操舵される車輪以外にも、トラクション調
整装置等の横運動量調整装置によってヨーモーメント等
の車両の横運動量を調整可能とすることでセンサ横滑り
速度を低減可能とし、更に車速や車線曲率から、センサ
横滑り速度を零とする目標ヨーモーメント等の目標横運
動量を設定し、この目標横運動量に実際の横運動量が一
致するように横運動量調整装置を制御することにより、
検出される横変位のノイズ成分を効果的且つ大幅に低減
して、制御の正確性を向上することができる。
As described above, in the automatic steering system according to the present embodiment, the lateral momentum of the vehicle such as the yaw moment can be adjusted by the lateral momentum adjusting device such as the traction adjusting device in addition to the steered wheels. Set the target lateral momentum such as the target yaw moment to make the sensor side slip speed zero based on the vehicle speed and lane curvature, and adjust the lateral momentum so that the actual lateral momentum matches the target lateral momentum. By controlling the device,
The noise component of the detected lateral displacement can be effectively and significantly reduced, and the control accuracy can be improved.

【0093】以上より、本実施形態は、本発明のうち請
求項1又4又は5又は6に係る車両の自動操舵装置を実
施化したものであり、前記自動操舵機構が本発明の操舵
アクチュエータを構成し、以下同様に、前記横変位検出
装置及び図7の演算処理のステップS8が横変位検出手
段を構成し、前記舵角センサ3及び図7の演算処理のス
テップS5’が舵角検出手段を構成し、図7の演算処理
のステップS9乃至13が操舵制御手段を構成し、前記
トラクション調整機構が横運動量調整手段を構成し、図
7の演算処理のステップS10’が横運動量検出手段を
構成し、車速センサ4及び図7の演算処理のステップS
1が車速検出手段及び走行状態情報検出手段を構成し、
車線曲率検出装置16及び図7の演算処理のステップS
2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、図7の演算処理のステップS4’及びステップS1
4’が横運動量制御手段を構成し、前記トラクション調
整機構及び車速センサ4及び車線曲率検出装置16及び
図7の演算処理のステップS1及びステップS2及びス
テップS4’及びカルマンフィルタ(状態推定器)に相
当するステップS10’及びステップS14’が横滑り
速度低減手段を構成する。
As described above, the present embodiment is an embodiment of an automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 1 or 4 or 5 or 6 of the present invention, wherein the automatic steering mechanism includes a steering actuator of the present invention. Similarly, the lateral displacement detecting device and step S8 of the arithmetic processing of FIG. 7 constitute lateral displacement detecting means, and the steering angle sensor 3 and step S5 'of the arithmetic processing of FIG. 7, steps S9 to S13 of the arithmetic processing in FIG. 7 constitute steering control means, the traction adjustment mechanism constitutes a lateral momentum adjusting means, and step S10 'of the arithmetic processing in FIG. 7 constitutes a lateral momentum detecting means. The vehicle speed sensor 4 and the step S of the calculation processing of FIG.
1 constitutes a vehicle speed detecting means and a traveling state information detecting means,
Lane Curvature Detector 16 and Step S of Calculation Processing in FIG. 7
2 constitutes a lane curvature detecting means and a traveling state information detecting means.
4 'constitutes a lateral momentum control means, and corresponds to the traction adjustment mechanism, the vehicle speed sensor 4, the lane curvature detecting device 16, the steps S1, S2 and S4' of the arithmetic processing of FIG. 7, and a Kalman filter (state estimator). Steps S10 'and S14' constitute side skid speed reduction means.

【0094】なお、前記第2実施形態では、横運動量と
してヨーモーメントを調整する機構を持ち、更に前記図
7の演算処理では、横変位偏差に対する補正ヨーモーメ
ントまで算出可能としながら、横変位偏差の補正に対し
てはヨーモーメントを制御せず、センサ横滑り速度を零
とするための定常ヨーモーメントのみを目標ヨーモーメ
ントに設定したが、勿論、横変位を補正するためにヨー
モーメントを補正してもよい。但し、この場合には、前
記定常ヨーモーメントがセンサ横滑り速度を零とするた
めの値に設定されたのに対して、更に横変位を補正する
ためにこれを補正するのであるから、センサ横滑り速度
の収束性が低下する虞れがあることに留意したい。この
場合には、センサ横滑り速度の出力誤差に対する状態量
の補正か、若しくはセンサ横滑り速度に対する最適レギ
ュレータが必要となろう。
The second embodiment has a mechanism for adjusting the yaw moment as the lateral momentum. Further, in the arithmetic processing shown in FIG. 7, it is possible to calculate a corrected yaw moment with respect to the lateral displacement deviation. The yaw moment was not controlled for the correction, and only the steady yaw moment for setting the sensor side slip speed to zero was set as the target yaw moment. Of course, even if the yaw moment was corrected to correct the lateral displacement, Good. However, in this case, while the steady yaw moment is set to a value for setting the sensor side slip speed to zero, this is corrected to further correct the lateral displacement. It should be noted that the convergence of the data may be reduced. In this case, it is necessary to correct the state quantity for the output error of the sensor side slip speed or to provide an optimum regulator for the sensor side slip speed.

【0095】また、上記二つの実施形態を組合わせて車
両運動を制御することも勿論可能であるが、制御すべき
状態量が二つだとしたら、制御する入力も二つにしてお
いたほうが、所謂連鎖的な反応を回避して制御の正確性
を確保し易い。
It is of course possible to control the vehicle motion by combining the above two embodiments, but if there are two state quantities to be controlled, it is better to have two inputs to control. That is, it is easy to secure control accuracy by avoiding a so-called chain reaction.

【0096】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 external information is described in detail. However, the lane curvature ρ is determined by the lateral displacement, the yaw rate, the yaw rate, and the yaw rate. 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.

【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第1実施形態を
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 illustrating a vehicle automatic steering apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a plan view.

【図2】(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. 2A is a block diagram illustrating an example of a Kalman filter, and FIG. 2B is a block diagram illustrating an example of an arithmetic device that outputs a control amount from an estimated state amount.

【図3】図1の車両の自動操舵装置で実行される演算処
理を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a calculation process executed by the automatic steering device for a vehicle in FIG. 1;

【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】図1の車両で達成される横滑り速度の説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a skid speed achieved by the vehicle of FIG. 1;

【図6】本発明の車両の自動操舵装置の第2実施形態を
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。
FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams showing a vehicle automatic steering apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is a side view and FIG. 6B is a plan view.

【図7】図6の車両の自動操舵装置で実行される演算処
理を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a calculation process executed by the automatic steering device for the vehicle in FIG. 6;

【図8】図6の車両で達成される横滑り速度の説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a skid speed achieved by the vehicle of FIG. 6;

【図9】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. 9 is an explanatory diagram of a magnetic force vector from a magnet embedded in a lane.

【図10】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. 10 is an explanatory diagram for detecting a magnetic force of a magnet by a magnetic sensor attached to a vehicle.

【図11】車線に埋設された磁石の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a magnet embedded in a lane.

【図12】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. 12 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) 17はモータ 18はギヤ 19はラック 20は操舵杆 21は補助舵角センサ(補助舵角検出手段) 22はトラクションコントロールアクチュエータ(トラ
クション調整手段)
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) 17 is a motor 18 Is a gear 19 is a rack 20 is a steering rod 21 is an auxiliary steering angle sensor (auxiliary steering angle detecting means) 22 is a traction control actuator (traction adjusting means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G05D 1/02 G05D 1/02 W // B62D 101:00 113:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G05D 1/02 G05D 1/02 W // B62D 101: 00 113: 00

Claims (10)

【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、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、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
操舵制御手段と、前記磁気センサの位置での磁力源に対
する車両の横方向へのセンサ横滑り速度を低減する横滑
り速度低減手段と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 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 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; and steering for controlling the steering actuator so that the detected lateral displacement of the vehicle becomes a target lateral displacement. An automatic steering apparatus for a vehicle, comprising: a control unit; and a skid speed reducing unit that reduces a sensor skid speed in a lateral direction of the vehicle with respect to a magnetic force source at a position of the magnetic sensor.
【請求項2】 前記横滑り速度低減手段は、少なくとも
前記操舵アクチュエータで操舵される前輪又は後輪と異
なる後輪又は前輪を補助操舵する補助操舵アクチュエー
タと、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、この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センサ横滑り速度を低減す
るように前記補助操舵アクチュエータを制御する補助操
舵制御手段とを備えた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, wherein the side slip speed reducing unit is configured to assist steering of at least a rear wheel or a front wheel different from a front wheel or a rear wheel steered by the steering actuator, and a traveling state detecting information on a traveling state of the vehicle. Information detecting means, and auxiliary steering control means for controlling the auxiliary steering actuator so as to reduce the sensor side skid speed according to the traveling state information detected by the traveling state information detecting means. The automatic steering device for a vehicle according to claim 1.
【請求項3】 前記補助操舵アクチュエータで補助操舵
される後輪又は前輪の舵角を検出する補助舵角検出手段
を備えると共に、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と、車線の曲率を検出する車
線曲率検出手段とを備え、前記補助操舵制御手段は、前
記車速検出手段で検出された車速及び車線曲率検出手段
で検出された車線曲率に基づいて、前記センサ横滑り速
度を低減するために必要な、前記補助操舵アクチュエー
タで補助操舵される後輪又は前輪の目標とする舵角を設
定し、この目標とする舵角に前記補助舵角検出手段で検
出される舵角が一致するように前記補助操舵アクチュエ
ータを制御することを特徴とする請求項2に記載の車両
の自動操舵装置。
3. An auxiliary steering angle detecting means for detecting a steering angle of a rear wheel or a front wheel which is assisted by the auxiliary steering actuator, and a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed as the traveling state information detecting means; Lane curvature detection means for detecting the curvature of the lane, wherein the auxiliary steering control means detects the sensor side slip speed based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means and the lane curvature detected by the lane curvature detection means. The steering angle detected by the auxiliary steering angle detection means is set to a target steering angle of the rear wheel or the front wheel that is required to be reduced and that is auxiliary-steered by the auxiliary steering actuator. 3. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 2, wherein the auxiliary steering actuator is controlled so as to match.
【請求項4】 前記補助操舵される後輪又は前輪の目標
とする舵角を、状態推定器で設定することを特徴とする
請求項3に記載の車両の自動操舵装置。
4. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 3, wherein a target steering angle of the rear wheel or the front wheel to be assisted is set by a state estimator.
【請求項5】 前記状態推定器がカルマンフィルタで構
成されることを特徴とする請求項4に記載の車両の自動
操舵装置。
5. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 4, wherein the state estimator includes a Kalman filter.
【請求項6】 前記横滑り速度低減手段は、少なくとも
車両に発生する横方向への横運動量を調整可能な横運動
量調整手段と、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、この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センサ横滑り速度
を低減するように前記横運動量調整手段を制御する横運
動量制御手段とを備えたことを特徴とする請求項1乃至
5の何れかに記載の車両の自動操舵装置。
6. The vehicle according to claim 1, wherein the side slip speed reducing unit includes a lateral momentum adjusting unit configured to adjust at least a lateral momentum generated in the vehicle in a lateral direction, a traveling state information detecting unit detecting information on a traveling state of the vehicle, 6. A lateral momentum control means for controlling said lateral momentum adjusting means so as to reduce said sensor side skid speed according to the traveling state information detected by said traveling state information detecting means. An automatic steering device for a vehicle according to any one of the above.
【請求項7】 前記横運動量調整手段で調整される車両
の横運動量を検出する横運動量検出手段を備えると共
に、前記走行状態情報検出手段として、車速を検出する
車速検出手段と、車線の曲率を検出する車線曲率検出手
段とを備え、前記横運動量制御手段は、前記車速検出手
段で検出された車速及び車線曲率検出手段で検出された
車線曲率に基づいて、前記センサ横滑り速度を低減する
ために必要な、前記横運動量調整手段で調整される車両
の目標とする横運動量を設定し、この目標とする横運動
量に前記横運動量検出手段で検出される横運動量が一致
するように前記横運動量調整手段を制御することを特徴
とする請求項6に記載の車両の自動操舵装置。
7. A vehicle according to claim 1, further comprising a lateral momentum detecting means for detecting a lateral momentum of the vehicle adjusted by said lateral momentum adjusting means, and a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed as said traveling state information detecting means; Lane curvature detection means for detecting, the lateral momentum control means, based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means and the lane curvature detected by the lane curvature detection means, to reduce the sensor side skid speed A required lateral momentum of the vehicle adjusted by the lateral momentum adjusting means is set, and the lateral momentum adjustment is performed so that the target lateral momentum coincides with the lateral momentum detected by the lateral momentum detecting means. 7. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 6, wherein the means is controlled.
【請求項8】 前記調整される車両の目標とする横運動
量を、状態推定器で設定す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 target lateral momentum of the vehicle to be adjusted is set by a state estimator.
An automatic steering device for a vehicle according to claim 1.
【請求項9】 前記状態推定器がカルマンフィルタで構
成されることを特徴とする請求項8に記載の車両の自動
操舵装置。
9. The automatic steering apparatus for a vehicle according to claim 8, wherein the state estimator includes a Kalman filter.
【請求項10】 前記横運動量調整手段が、各車輪のト
ラクションを調整することで車両に発生するヨーモーメ
ントを調整するトラクション調整手段であることを特徴
とする請求項6乃至9の何れかに記載の車両の自動操舵
装置。
10. The traction adjusting device according to claim 6, wherein the lateral momentum adjusting device is a traction adjusting device that adjusts the traction of each wheel to adjust a yaw moment generated in the vehicle. Vehicle automatic steering system.
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