【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
に産業上の利用分野】
本発明は、車両の横方向の運動量検出装置に関する。
Ｋ発明の概要】
本発明は固体撮像素子等の映像に応じた電気信号を発生
する検出手段を車両の前後方向に所定の距離をおいて複
数個並置し、これら複数の検出手段の出力の比較によっ
て車両の横方向の運動量を検出するようにしたものであ
る。
Ｋ従来の技術】
一般に自動車はその前輪を操舵することによって進行方
向を変更させるようにしており、運転者がハンドル操作
して前輪の操舵を行なうようにしている。しかしこのよ
うな運転者による前輪の操舵だけでは必ずしも最適な旋
回特性が得られるとは限らず、走行条件や駆動条件に応
じてアンダステアになったりオーバステアになったりす
ることがある。このような旋回特性の変化は、前輪ある
いは後輪の操舵修正を行なうことによって補正され、車
両に対して最適な旋回特性を与え、あるいはまた直進安
定性を向上させることができ、さらには横風安定性を改
善することが可能になる。
Ｋ問題点を解決するための手段ｌ
このような操舵修正を行なうためには、車両の横方向の
運動、すなわちヨ一方向の運動量を検出する必要があり
、この検出に応じて、マイクロコンピュータ等の制御手
段を用いて前輪あるいは後輪の操舵修正を行なうことに
なる。そして従来はこの日一方向の運動量を検出するた
めに、ジャイロスコープを用いていたが、ジャイロスコ
ープはきわめて複雑な構造を有しており、デリケートな
装置であるために、故障が多く、さらには価格的にも高
価になるという欠点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、簡潔な構造を有するとともに、故障が少なく、さら
にはコスト的にも有利な車両の横方向の運動量検出装置
を提供することを目的とするものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting lateral momentum of a vehicle. KSummary of the Invention The present invention involves arranging a plurality of detection means that generate electrical signals in accordance with images of solid-state image sensors or the like at a predetermined distance in the longitudinal direction of a vehicle, and comparing the outputs of these plurality of detection means. The vehicle's lateral momentum is detected by K. Prior Art Generally, the direction of travel of an automobile is changed by steering its front wheels, and the driver operates the steering wheel to steer the front wheels. However, such steering of the front wheels by the driver alone does not necessarily result in optimal turning characteristics, and may result in understeer or oversteer depending on driving conditions and driving conditions. Such changes in turning characteristics can be corrected by making steering corrections to the front or rear wheels, giving the vehicle optimal turning characteristics, or even improving straight-line stability, and even improving crosswind stability. It becomes possible to improve sexuality. Means for Solving Problem K In order to perform such steering correction, it is necessary to detect the lateral movement of the vehicle, that is, the amount of momentum in the yaw direction. The front wheel or rear wheel steering correction is performed using the control means. Conventionally, gyroscopes have been used to detect momentum in one direction, but gyroscopes have extremely complex structures and are delicate devices, so they often break down. It also had the disadvantage of being expensive. The present invention has been made in view of these problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle lateral momentum detection device that has a simple structure, is less likely to fail, and is also advantageous in terms of cost. This is the purpose.
【問題点を解決するための手段ｙ
本発明は、映像に応じた電気信号を発生する検出手段を車両の前後方向に所定の距離をおいて複数個並置し、これら複数の検出手段の出力の比較によって車両の横方向の運動量を検出するようにしたものである。
に作用】[Means to solve the problem
In the present invention, a plurality of detection means that generate electric signals according to images are arranged in parallel at a predetermined distance in the longitudinal direction of the vehicle, and the lateral momentum of the vehicle is detected by comparing the outputs of the plurality of detection means. It was designed to do so.
]
従って本発明によれば、映像に応じた電気信号を発生す
る固体撮像素子等のセンサを少なくとも２個用いること
によって、車両の横方向の運動量の検出を行なうことが
可能になり、この運動量の検出に応じて前輪あるいは後
輪の操舵修正を行なうことにより、旋回特性を改善し、
直進安定性や横用安定性を向上させることが可能になる
。
Ｋ実施例】
以下本発明を図示の一実施例につき説明する。
第２図は本発明の一実施例に係る横方向の運動量検出装
置を備えるトラックを示すものであって、このトラック
はその前部がキャブ１０から構成されるとともに、キャ
ブ１０の下側には前輪１１が配されている。この前輪１
１を旋回させることによって車両の進行方向の変更を行
なうようにしている。これに対して荷台１２の後側の部
分は後輪１３によって支持されるようになっている。な
おこの後輪１３を取付けた車軸は、後述するように旋回
可能に構成されており、これによって後輪１３の操舵修
正を可能としている。
つぎにこのトラックの横方向の運動、すなわちヨーセン
タを中心とするヨーイングの運動量を検出するための装
置について説明すると、このヨーイングの検出装置は固
体撮像素子からなる一対のＣＣＤセンサ１５．１６によ
って構成されている。
−〇 −
これらのセンサ１５．１６は第１図および第２図に示す
ように、車両の前後方向に所定の距離をおいて配されて
おり、しかも第１図に示すように、それぞれ対物レンズ
１７．１８を備えている。これによって路面１９の車両
の横方向の１０〜５００ ｎの範囲の映像を２０〜５０
ｕのＣＣＤセンサ１５．１６に結像させるようにしてお
り、これによって路面１９の凹凸に応じた出力電圧をＣ
ＣＤセンサ１５．１６が発生するようにしている。さら
に第２図に示すように、これらのセンサ１５．１６の両
側にはそれぞれ赤外線ストロボ２ｏが設けられており、
これによって夜間のように自然光による検出が不能な場
合においても、路面１９の凹凸による検出を可能にして
いる。
つぎにこれらのＣＣＤセンサ１５．１６を含む制御装置
について説明すると、第３図に示すように、この制御装
置はＣＣＤセンサ１５．１６の他に車速センサ２１およ
び前輪の操舵角を検出する操舵角センサ２２を備えてい
る。そしてこれらのセンサ１５．１６．２１．２２はそ
れぞれ信号処理回路２３〜２６を介してマイクロコンピ
ュータ２７と接続されるようになっている。そしてマイ
クロコンピュータ２７は、前輪操舵装置２８、後軸また
は後輪操舵装置２９、旋回限界ウオーニングブザー３０
．および自動ブレーキ装置３１をそれぞれ制御するよう
になっている。
つぎに以上のような構成に係る制御装置の動作、特にＣ
ＣＤセンサ１５．１６のヨーイングの検出にともなう後
軸または後輪の操舵修正の動作について説明する。この
動作は第４図はに示すフローチャートのように、マイク
ロコンピュータ２７が操舵角センサ２２によってハンド
ルの操舵角を読込み、さらに車速センサ２１によって車
速を読込む。そしてこれらのデータをもとにして規範ヨ
ーレイトの計算を行なう。さらにマイクロコンピュータ
２７は、ＣＣＤセンサ１５．１６の検出出力によって、
実際のヨーレイトの計算を行なう。
このようにして得られた実際のヨーレイトの値を上記の
規範ヨーレイトの値とマイクロコンピュータ２７が比較
する。そして実際のヨーレイトの値が規範ヨーレイトに
対して所定の範囲外の場合には、後輪１３を備える後軸
あるいは後輪１３の操舵修正を行なう。これによって旋
回特性を改善し、直進安定性を高め、さらには横風安定
性を向上させるようにする。ＣＣＤセンサ１５．１６に
よって得られたデータから計算される実際のヨーレイト
が規範ヨーレイトに対して所定の範囲内の場合には操舵
修正を行なわない。
つぎにＣＣＤセンサ１５．１６の検出に基づくヨーレイ
トの計算の動作に基づいて説明すると、この動作は第５
図に示すようにして行なわれる。
すなわちマイクロコンピュタ２７は車速センサ２１によ
って車速を読込むとともに、車速と２つのセンサ１５．
１６の前後方向の距離から、２つのセンサ１５．１６の
検出のタイムラグの計算を行なう。そして第１のセンサ
１５の出力を読込むとともに、タイムラグ分の時間を経
過した後に第２のセンサ１６の出力を読込む。そして第
１のセンサ１５のピークの素子番号およびその前後の信
号のレベルと、第２のセンサ１６のピークの素子番そし
てこれらの比較に基づいて、同一のパターンを発見した
かどうかの判断を行なう。
同一のパターンが発見できない場合には、一方のセンサ
、例えばセンサ１６のピークをずらして再び２つのＣＣ
Ｄセンサ１５．１６のピークの前後の信号レベルを比較
する。そして同一のパターンが発見できたかどうかの判
断を行なうとともに、発見できない場合にはさらに一方
のセンサ１６のピークをずらして同一の比較を行なうと
ともに、同一のパターンの発見の判断を行なう。この動
作をｎ回繰返しても同一のパターンが得られない時には
この動作を中止する。同一のパータンが発見された場合
には、横方向の移動量の計算を行なうとともに、この計
算に基づいてヨーレイトの計算を行なう。このようにし
てヨーセンタを中心とする回動運動、すなわちヨーイン
グの運動量が得られるようになり、これによって上述の
如く後輪の操舵修正が行なわれるようなる。
従ってこのような制御装置を備えるトラックは、横方向
の運動量の検出によって前輪あるいは後輪の操舵の補正
が行なわれ、最適な旋回特性にすることが可能になる。
また直進安定性がきわめて高くなるとともに、横風安定
性を向上させることが可能になり、特に高速道路におけ
る安全走行が可能になる。ざらにヨ一方向の運動をジャ
イロスコープを用いて検出することなく、２つのＣＣＤ
センサ１５．１６を用いて検出するようにしているため
に、簡潔な構成によって運動量の検出が行なわれること
になり、故障がほとんどなくなり、コスト的にも非常に
有利になる。
Ｋ発明の効果】
以上のように本発明は、映像に応じた電気信号を発生す
る検出手段を車両の前後方向に所定の距離をおいて複数
個配し、これら複数の検出手段の出力の比較によって車
両の横方向に運動量の検出を行なうようにしたものであ
る。従って本発明によれば、簡潔な構造によって確実に
横方向の運動量の検出を行なうことが可能になるととも
に、故障が少なく、価格的にも非常に有利になる。
＝８−Therefore, according to the present invention, by using at least two sensors such as solid-state image sensors that generate electrical signals corresponding to images, it is possible to detect the amount of lateral movement of the vehicle. By adjusting the steering of the front or rear wheels according to the
This makes it possible to improve straight-line stability and lateral stability. K Embodiment The present invention will be described below with reference to an illustrated embodiment. FIG. 2 shows a truck equipped with a lateral momentum detection device according to an embodiment of the present invention, and the front part of this truck consists of a cab 10. A front wheel 11 is arranged. This front wheel 1
By turning 1, the direction of travel of the vehicle is changed. On the other hand, the rear portion of the loading platform 12 is supported by rear wheels 13. The axle to which this rear wheel 13 is attached is configured to be able to turn as described later, thereby making it possible to correct the steering of the rear wheel 13. Next, a device for detecting the lateral movement of the track, that is, the amount of yawing momentum about the yaw center will be explained. ing. -〇- These sensors 15 and 16 are arranged at a predetermined distance in the longitudinal direction of the vehicle, as shown in Figs. 1 and 2, and each has an objective lens as shown in Fig. 1. 17.18. As a result, the image in the range of 10 to 500 nm in the lateral direction of the vehicle on the road surface 19 is
The image is formed on the CCD sensors 15 and 16 of the vehicle u, and this allows the output voltage to be adjusted according to the unevenness of the road surface 19.
CD sensors 15 and 16 are generated. Furthermore, as shown in FIG. 2, infrared strobes 2o are provided on both sides of these sensors 15 and 16, respectively.
This makes it possible to detect irregularities on the road surface 19 even when detection using natural light is impossible, such as at night. Next, the control device including these CCD sensors 15 and 16 will be explained. As shown in FIG. A sensor 22 is provided. These sensors 15, 16, 21, and 22 are connected to a microcomputer 27 via signal processing circuits 23 to 26, respectively. The microcomputer 27 includes a front wheel steering device 28, a rear axle or rear wheel steering device 29, and a turning limit warning buzzer 30.
．． and an automatic brake device 31, respectively. Next, we will discuss the operation of the control device with the above configuration, especially the C
The operation of correcting the steering of the rear axle or rear wheels in response to the detection of yawing by the CD sensors 15 and 16 will be described. In this operation, as shown in the flowchart of FIG. 4, the microcomputer 27 reads the steering angle of the steering wheel using the steering angle sensor 22, and further reads the vehicle speed using the vehicle speed sensor 21. The standard yaw rate is then calculated based on these data. Furthermore, the microcomputer 27 uses the detection outputs of the CCD sensors 15 and 16 to
Calculate the actual yaw rate. The microcomputer 27 compares the actual yaw rate value thus obtained with the reference yaw rate value described above. If the actual yaw rate is outside the predetermined range with respect to the standard yaw rate, the steering of the rear axle or the rear wheels 13 is corrected. This improves turning characteristics, enhances straight-line stability, and further improves crosswind stability. If the actual yaw rate calculated from the data obtained by the CCD sensors 15, 16 is within a predetermined range with respect to the reference yaw rate, no steering correction is made. Next, the operation of calculating the yaw rate based on the detection of the CCD sensors 15 and 16 will be explained.
This is done as shown in the figure. That is, the microcomputer 27 reads the vehicle speed using the vehicle speed sensor 21, and also reads the vehicle speed and the two sensors 15.
The detection time lag of the two sensors 15 and 16 is calculated from the distance in the front and rear direction of the sensor 16. Then, the output of the first sensor 15 is read, and after the time lag has elapsed, the output of the second sensor 16 is read. Then, based on the peak element number of the first sensor 15 and the signal levels before and after it, the peak element number of the second sensor 16, and a comparison thereof, it is determined whether or not the same pattern has been found. . If the same pattern cannot be found, shift the peak of one sensor, for example sensor 16, and repeat the two CCs.
The signal levels before and after the peak of D sensor 15 and 16 are compared. Then, it is determined whether the same pattern has been found, and if not found, the peak of one sensor 16 is further shifted and the same comparison is performed, and it is determined whether the same pattern has been found. If the same pattern cannot be obtained even after repeating this operation n times, this operation is stopped. If the same pattern is found, the amount of movement in the lateral direction is calculated, and the yaw rate is calculated based on this calculation. In this way, a rotational movement about the yaw center, that is, a momentum of yawing, is obtained, which allows the steering correction of the rear wheels to be performed as described above. Therefore, in a truck equipped with such a control device, the steering of the front wheels or rear wheels is corrected by detecting the amount of lateral momentum, making it possible to achieve optimal turning characteristics. In addition, straight-line stability is extremely high, and crosswind stability can be improved, making safe driving especially possible on expressways. Two CCDs can be used without using a gyroscope to detect motion in one direction
Since the sensors 15 and 16 are used for detection, the amount of motion is detected with a simple configuration, almost no failure occurs, and it is very advantageous in terms of cost. [Effects of the Invention] As described above, the present invention arranges a plurality of detection means that generate electric signals according to images at a predetermined distance in the longitudinal direction of the vehicle, and compares the outputs of these plurality of detection means. The amount of momentum is detected in the lateral direction of the vehicle. Therefore, according to the present invention, it becomes possible to reliably detect the amount of lateral motion with a simple structure, and it is also highly advantageous in terms of cost with fewer failures. =8-
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の一実施例に係る車両の横方向の運動量
検出装置を示す要部斜視図、第２図はこの検出装置を備
えるトラックの要部平面図、第３図はこのトラックに設
けられている操舵修正装置のブロック図、第４図は操舵
修正の動作を示すフローチャート、第５図は横方向の運
動量の検出動作を示すフローチャートである。
なお図面に用いた符号において、
１５．１６・・・ＣＣＤセンサ
１７．１８・・・対物レンズ
１９・・・路面
２１・・・車速センサ
２２・・・操舵角センサ
２７・・・マイクロコンピュータ
２９・・・後軸または後輪操舵装置
である。FIG. 1 is a perspective view of a main part showing a vehicle lateral momentum detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a main part of a truck equipped with this detection device, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the provided steering correction device, FIG. 4 is a flowchart showing the steering correction operation, and FIG. 5 is a flowchart showing the lateral momentum detection operation. In addition, in the symbols used in the drawings, 15.16... CCD sensor 17.18... Objective lens 19... Road surface 21... Vehicle speed sensor 22... Steering angle sensor 27... Microcomputer 29... ...It is a rear axle or rear wheel steering device.