JPH1129061A - 車両の操舵制御装置 - Google Patents
車両の操舵制御装置Info
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- JPH1129061A JPH1129061A JP9183965A JP18396597A JPH1129061A JP H1129061 A JPH1129061 A JP H1129061A JP 9183965 A JP9183965 A JP 9183965A JP 18396597 A JP18396597 A JP 18396597A JP H1129061 A JPH1129061 A JP H1129061A
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Abstract
インに接近しているかを運転者に認識させるところまで
は考慮されていない。 【解決手段】 ガイドラインに対する接近状態に基づい
て車両の操舵手段M3にトルクを付与し運転者に警告を
行う警告トルク付与手段M4を有する。このように、ガ
イドラインへの接近状態に基づいて操舵手段に付与され
るトルクが変化するため、運転者は上記トルクによりガ
イドラインへの接近状態を知ることができる。
Description
に関し、特に車両前方の走行路を認識し、この走行路か
ら逸脱しないように操舵制御を行う車両の操舵制御装置
に関する。
を目的として、道路の白線等のガイドラインを認識して
自車の走行路を認識し、この走行路から逸脱しそうなと
きに警報を行う装置が提案されている。例えば、特開平
4−293109号公報には、車両に装着され車両前方
の道路を撮像するビデオカメラと、前記ビデオカメラか
ら取り込まれた道路画像に対して画像処理を行う画像処
理手段と、前記画像処理手段が処理を行う画像内の領域
を設定する処理領域設定手段と、前記画像処理手段の処
理結果を用いて走行レーンの認識を行う走行レーン認識
手段とを備えた走行レーン追跡装置から出力される走行
レーンの認識結果を用いて車両の走行レーン内での位置
を認識する車両位置認識手段と、前記車両位置認識手段
によって認識された車両のレーン内での位置から車両の
レーン逸脱の可能性を判断するレーン逸脱判断手段と、
前記レーン逸脱判断手段が車両が走行レーンから逸脱す
る可能性があると判断した場合にドライバーに対して警
報を与える警報手段とを備えた走行レーン逸脱警報装置
が記載されている。
予め設定された閾値を越えて車両がガイドラインに接近
し走行レーンを逸脱しそうになったときに行うため、車
両がどの程度までガイドラインに接近しているかを運転
者に認識させるところまでは考慮されていないという問
題があった。
で、ガイドラインへの接近状態に基づいて操舵手段にト
ルクを付与することにより、運転者にガイドラインへの
接近状態を認識させることのできる車両の操舵制御装置
を提供することを目的とする。
は、車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドラ
イン認識手段M1を有し、操舵制御手段M2で前記ガイ
ドラインの認識結果から車両のガイドラインに対する接
近状態を検出して操舵制御を行う車両の操舵制御装置で
あって、前記ガイドラインに対する接近状態に基づいて
車両の操舵手段M3にトルクを付与し運転者に警告を行
う警告トルク付与手段M4を有する。
基づいて操舵手段に付与されるトルクが変化するため、
運転者は上記トルクによりガイドラインへの接近状態を
知ることができる。請求項2に記載の発明は、請求項1
記載の車両の操舵制御装置において、前記警告トルク付
与手段は、車両がガイドラインに近付くに従ってトルク
を増大させる。
クの大きさが大きいほどガイドラインに接近したことを
知ることができる。請求項3に記載の発明は、請求項1
又は2記載の車両の操舵制御装置において、前記警告ト
ルク付与手段は、カーブに応じてトルクを可変する。
することにより、例えば車両が逸脱しやすいカーブ外側
のガイドライン近傍のトルクを増大して、車両がカーブ
の外側方向に逸脱するのを大きく警告できる。請求項4
に記載の発明は、請求項1記載の車両の操舵制御装置に
おいて、車両の走行状況を検出する走行状況検出手段
と、検出された走行状況に基づいて前記警告トルク付与
手段で付与するトルクを補正するトルク補正手段とを有
する。
正するため、走行路を逸脱しそうな走行状況ではトルク
を増大させて、より大きな警告を運転者に与えることが
できる。請求項5に記載の発明は、請求項1記載の車両
の操舵制御装置において、前記ガイドラインの認識結果
に基づいて走行路上の目標位置を設定し、前記目標位置
を走行するように前記操舵手段にトルクを付与するトラ
ッキングトルク付与手段を有する。
舵手段にトルクを付与するため、走行路上の目標位置の
走行がしやすくなり、車両が走行路を逸脱することを抑
制できる。請求項6に記載の発明は、請求項5記載の車
両の操舵制御装置において、車両の走行状況を検出する
走行状況検出手段と、検出された走行状況に基づいて前
記目標位置を補正する目標位置補正手段とを有する。
を補正するため、運転者の好みに応じた走行路上の位置
を目標位置とすることができ、違和感のない安定した走
行を行うことができる。
成図を示す。同図中、操舵手段M3としての前輪操舵機
構10は操舵ハンドル11を有しており、この操舵ハン
ドル11は操舵軸12を介してステアリングギヤボック
ス13内のピニオンギヤに接続されている。このピニオ
ンギヤはラックバー14と噛合し、操舵ハンドル11の
回転運動をラックバー14の往復運動に変換して伝達す
るものである。ラックバー14の両端には左右タイロッ
ド15a,15b及び左右ナックルアーム16a,16
bを介して左右前輪FW1,FW2が操舵可能に連結さ
れている。
アクチュエータとしてのブラシレスモータなどの電動モ
ータ21を備えている。電動モータ21の回転軸はステ
アリングギヤボックス13内のピニオンギヤに接続され
ている。電子制御回路(ECU)30には前輪操舵角セ
ンサ32,ヨーレートセンサ35及びガイドライン認識
装置36が接続されている。走行状況検出手段としての
操舵角センサ32は左右前輪FW1,FW2の操舵角を
検出し、ヨーレートセンサ35は自車のヨーレートを検
出する。
ライン認識装置36は車両の進行方向前方の道路を撮像
した道路画像をカメラ38から供給され、この道路画像
を処理して道路の中央又は路側の白線や黄色の追越し禁
止線等のガイドラインを認識し、このガイドラインに基
づいて走行車線を認識し、図4に破線で示す走行路中央
線からの車両オフセット量E(n)及び二重線で示すガ
イドラインIからの距離L1 を検出すると共に、走行路
のカーブの曲率半径Rを検出する。ここで、θは画像か
ら得た車両の走行路に対する傾き角、1は前方注視点距
離(一定値)、eは現在横ずれ量であり、 E(n)=e+L1 ・・・ (1) L1≒1×θ ・・・ (2) と表わされる。上記の傾き角θ,現在横ずれ量e,車両
オフセット量E(n)及び曲率半径RはECU30に供
給される。この現在横ずれ量eは走行路中央線より右側
を正、左側を負とする。
ンピュータで構成され、中央処理ユニット(CPU)5
0と、リードオンリメモリ(ROM)52と、ランダム
アクセスメモリ(RAM)54と、入力ポート回路56
と、出力ポート回路58と、通信回路60とを有し、こ
れらは双方向性のコモンバス62により互いに接続され
ている。
2,ヨーレートセンサ35夫々の出力する検出信号が供
給される。また、通信回路60にはガイドライン認識装
置36の出力する検出量θ,e,E(n),R夫々が供
給される。ROM52には制御プログラムが記憶されて
いる。CPU50は制御プログラムに基づき、後述する
種々の演算を行い、その際にRAM54が作業領域とし
て使用される。CPU50が制御プログラムを実行する
ことにより発生した制御信号は出力ポート回路58から
駆動回路40に供給され、この駆動回路40は電動モー
タ21を駆動して前輪FW1,FW2の操舵を行う。
M2としての操舵制御処理の第1実施例のフローチャー
トを示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。同
図中、ステップS12ではガイドライン認識装置36の
出力する車両オフセット量E(n),及び現在横ずれ量
e,及び走行状況としての走行路の曲率半径R(カーブ
R)を読み込む。次にステップS14でガイドライン認
識装置36で走行路のガイドラインを認識できたかどう
かを判別する。なお、ガイドラインを認識できた場合に
は車両オフセット量E(n)が所定範囲内の数値であ
り、ガイドラインを認識できなかった場合は車両オフセ
ット量E(n)が上記所定範囲外の特定値として与えら
れる。
ステップS16に進み、認識できなかった場合は処理を
終了する。ステップS16ではガイドライン認識装置3
6から得たカーブRを基に、現在走行中の道路が直線路
であるか否かを判別する。そして直線路の場合はステッ
プS18に進み、位置制御ゲインkp1 を求める。位置
制御ゲインkp1 は現在横ずれ量eを用いて図6に示す
マップを参照することにより得る。
舵トルクTを求める。操舵制御量は(3) 式を用いて算出
する。 θ=kp1 ×e+kd×de ・・・ (3) 但し、kdは所定の係数(定数)であり、deは現在横
ずれ量eの微分値、即ち、今回のeの値と前回のeの値
との差分である。また、操舵トルクTは現在横ずれ量e
で図7に示すマップを参照することにより得る。この
後、ステップS22に進む。
ステップS26に進み、左カーブか否かを判別する。な
お、ガイドライン認識装置36の出力するカーブRの値
は右カーブの場合に正、左カーブの場合に負であるとす
る。左カーブの場合はステップS28に進み、現在横ず
れ量eで図6に示すマップを参照して位置制御ゲインk
p1 を求める。次にステップS30で操舵制御量θ及び
操舵トルクTを求める。操舵制御量θは(3) 式を用いて
算出する。操舵トルクTは、まず現在横ずれ量eで図8
に示すマップを参照してトルクTLを求め、次にカーブ
Rを用いて図9に示すマップを参照して操舵トルクゲイ
ンktを求め、次式により算出する。
ップS32に進み、現在横ずれ量eで図6に示すマップ
を参照して位置制御ゲインkp1 を求める。次にステッ
プS34で操舵制御量θ及び操舵トルクTを求める。操
舵制御量θは(3) 式を用いて算出する。操舵トルクT
は、まず現在横ずれ量eで図10に示すマップを参照し
てトルクTRを求め、次にカーブRを用いて図9に示す
マップを参照して操舵トルクゲインktを求め、次式に
より算出する。
舵制御量θ及び操舵トルクTに基づいた信号を駆動回路
40に出力する。これによって、電動モータ21が回転
駆動されて前輪FW1,FW2の操舵が行われ、この
後、処理を終了する。上記のステップS16〜S22が
警告トルク付与手段M4に対応する。
ラインに接近すると、操舵手段M3に付与されるトルク
が大きくなり、このトルクは操舵ハンドル11を通して
運転者に伝わり、運転者はこのトルクの大きさからガイ
ドラインへの接近状態を知ることができる。また、カー
ブの方向及びカーブRに応じてトルクを可変することに
より車両が走行路を逸脱しやすいカーブ外側のガイドラ
イン近傍のトルクを増大して、車両がカーブの外側方向
に逸脱することを大きく警告できる。
段M2としての操舵制御処理の第2実施例のフローチャ
ートを示す。この処理は所定時間間隔で繰り返される。
同図中、ステップS42ではガイドライン認識装置36
の出力する車両オフセット量E(n),及び現在横ずれ
量e,及び走行状況としての走行路の曲率半径R(カー
ブR)を読み込む。次にステップS44でガイドライン
認識装置36で走行路のガイドラインを認識できたかど
うかを判別する。なお、ガイドラインを認識できた場合
には車両オフセット量E(n)が所定範囲内の数値であ
り、ガイドラインを認識できなかった場合は車両オフセ
ット量E(n)が上記所定範囲外の特定値として与えら
れる。
ステップS46に進み、認識できなかった場合は処理を
終了する。ステップS46,S48ではガイドライン認
識装置36から得た現在横ずれ量eの絶対値を所定値L
1,L2と比較する。図12に示すように、所定値L1
は車両が走行路中央位置近傍にあるか否かを判別するた
めの値で例えば数10cmである。所定値L2は車両が
ガイドラインに近付いたか否かを判別するための値で走
行路中央からガイドラインの手前数10cmまでの幅に
相当する1m数10cm程度である。
|e|≦L1の場合はステップS50で位置制御ゲイン
kpにkpaを設定し、かつ、トルク制御ゲインktに
ktaを設定する。また、L1<|e|≦L1+L2の
場合はステップS52で位置制御ゲインkpにkpbを
設定し、かつ、トルク制御ゲインktにktbを設定す
る。また、L1+L2<|e|の場合はステップS54
で位置制御ゲインkpにkpcを設定し、かつトルク制
御ゲインktにktcを設定する。
る。 kpb<kpa≦kpc ・・・(6) 0≦ktb<kta<ktc ・・・(7) このように、ガイドラインに近付くほど運転者に走行路
逸脱を警告するように制御ゲインを設定している。上記
のステップS50がトラッキングトルク付与手段に対応
し、ステップS54が警告トルク付与手段に対応する。
いずれかを実行した後はステップS56に進んで次式に
より操舵制御量θ及び操舵トルクTを算出する。 θ=kp×e+kd×de ・・・(8) T=kt×α ・・・(9) 但し、αは所定値である。この後、ステップS58に進
む。ステップS58では操舵制御量θ及び操舵トルクT
に基づいて駆動回路40を駆動する。これによって、電
動モータ21が回転駆動されて前輪FW1,FW2の操
舵が行われ、この後処理を終了する。
している状態では車両が走行路中央付近から外れないよ
うに操舵制御が行われ(レーントラッキング)、走行安
定性が向上する。なお、この操舵制御は、あくまでも自
動運転ではなく手動運転であり、上記の操舵制御が行わ
れていても、運転者の操舵により操舵制御をオーバーラ
イドできる。
ーレート)に応じてトルク制御ゲインを可変しても良
い。操舵角及び操舵角速度(操舵角の時間微分値)が夫
々の閾値より小なるときはトルク制御ゲインktcを増
大し、操舵角及び操舵角速度が夫々の閾値より大なると
きはトルク制御ゲインktcを低減する。図13は、こ
れを実現するための処理のフローチャートを示す。この
処理は所定時間毎に割込まれる。同図中、ステップS6
0で操舵角θ及び操舵角速度Δθを読み込み、ステップ
S62で操舵角θが閾値αより大か、又は操舵角速度Δ
θが閾値βより大かを判別する。そしてθ>α又はΔθ
>βのときはステップS64でトルク制御ゲインktc
を低減し、θ≦αかつΔθ≦βのときはステップS66
でトルク制御ゲインktcを増加させる。これによって
図14に示すように車両70の操舵角及び操舵角速度が
大なるときは走行路の変更を容易とし、車両70Aのよ
うに隣接レーンに移ることができ、操舵角及び操舵速度
が小なるときは車両70Bのように走行路保持を行うこ
とが可能となる。
量)と操舵方向に応じて制御ゲインを可変しても良い。
走行路の左側を走行時に左切り操舵を検出すると、位置
制御ゲインkpcを増大、かつ、トルク制御ゲインkt
cを増大する。同様に走行路の右側を走行時に右切り操
舵を検出すると、位置制御ゲインkpcを増大し、か
つ、トルク制御ゲインktcを増大する。なお、操舵方
向は前回の操舵角から今回の操舵角を減じた値が正なら
ば左切り、負ならば右切りと判定する。図15は、これ
を実現するための処理のフローチャートを示す。この処
理は所定時間毎に割込まれる。同図中、ステップS70
では現在横ずれ量e、前回の操舵角θ(k−1)、今回
の操舵角θ(k)を読み込み、ステップS72で差操舵
角θ(k−1)−θ(k)が正か否かによって左切りか
右切りを判別する。差操舵角が正ならばステップS74
で左切りとし、差操舵角が負ならばステップS76で右
切りとする。
自車位置が走行路(レーン)の左側か否かを判別し、左
側の場合、ステップS80で操舵方向が左切りか否かを
判別し、左切りのときステップS82で制御ゲインkp
c,ktcを増加し、右切りであればステップS84で
制御ゲインkpc,ktcを通常設定とする。一方、自
車位置が走行路左側の場合、ステップS86で左切りか
否かを判別し、右切りであればステップS82で制御ゲ
インkpc,ktcを増加し、左切りであればステップ
S84で制御ゲインkpc,ktcを通常設定とする。
これによって図16に示す車両71,72夫々の走行路
保持能力が高くなる。
があり、かつ、操舵角の絶対値が所定値θ0 以内の状態
を所定時間t0 (例えば数10秒)以上継続した場合
は、図17に示すように所定値L1を現在横ずれ量eの
平均値だけ左右にずらし、レーントラッキングを行う範
囲を走行路中央付近から自車の走行している位置を安定
走行するように変更しても良い。図18は、これを実現
するための処理のフローチャートを示す。この処理は所
定時間毎に割込まれる。同図中、ステップS90で現在
横ずれ量e及び操舵角θを読み込み、ステップS92で
現在横ずれ量eの絶対値が所定値L1+L2以内かを判
別し、更にステップS94で操舵角θの絶対値が所定値
θ0 以内かを判別する。ステップS92又はS94を満
足しないときはステップS96でタイマtを0にリセッ
トする。ステップS92及びS94を満足するとステッ
プS98でタイマtをカウントアップし、ステップS1
00でタイマtが所定値t0 を越えたか否かを判別し、
越えたとき、ステップS102所定値L1を現在横ずれ
量の平均値だけ左右にずらす。これによって運転者の好
みに応じた位置を走行できる。
車両の走行路上のガイドラインを認識するガイドライン
認識手段M1を有し、操舵制御手段M2で前記ガイドラ
インの認識結果から車両のガイドラインに対する接近状
態を検出して操舵制御を行う車両の操舵制御装置であっ
て、前記ガイドラインに対する接近状態に基づいて車両
の操舵手段M3にトルクを付与し運転者に警告を行う警
告トルク付与手段M4を有する。
基づいて操舵手段に付与されるトルクが変化するため、
運転者は上記トルクによりガイドラインへの接近状態を
知ることができる。また、請求項2に記載の発明は、請
求項1記載の車両の操舵制御装置において、前記警告ト
ルク付与手段は、車両がガイドラインに近付くに従って
トルクを増大させる。
クの大きさが大きいほどガイドラインに接近したことを
知ることができる。また、請求項3に記載の発明は、請
求項1又は2記載の車両の操舵制御装置において、前記
警告トルク付与手段は、カーブに応じてトルクを可変す
る。
することにより、車両が逸脱しやすいカーブ外側のガイ
ドライン近傍のトルクを増大して、車両がカーブの外側
方向に逸脱するのを大きく警告できる。また、請求項4
に記載の発明は、請求項1記載の車両の操舵制御装置に
おいて、車両の走行状況を検出する走行状況検出手段
と、検出された走行状況に基づいて前記警告トルク付与
手段で付与するトルクを補正するトルク補正手段とを有
する。
正するため、走行路を逸脱しそうな走行状況ではトルク
を増大させて、より大きな警告を運転者に与えることが
できる。また、請求項5に記載の発明は、請求項1記載
の車両の操舵制御装置において、前記ガイドラインの認
識結果に基づいて走行路上の目標位置を設定し、前記目
標位置を走行するように前記操舵手段にトルクを付与す
るトラッキングトルク付与手段を有する。
舵手段にトルクを付与するため、走行路上の目標位置の
走行がしやすくなり、車両が走行路を逸脱することを抑
制できる。また、請求項6に記載の発明は、請求項5記
載の車両の操舵制御装置において、車両の走行状況を検
出する走行状況検出手段と、検出された走行状況に基づ
いて前記目標位置を補正する目標位置補正手段とを有す
る。
を補正するため、運転者の好みに応じた走行路上の位置
を目標位置とすることができ、違和感のない安定した走
行を行うことができる。
る。
る。
る。
を説明するための図である。
ための図である。
る。
するための図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 車両の走行路上のガイドラインを認識す
るガイドライン認識手段を有し、前記ガイドラインの認
識結果から車両のガイドラインに対する接近状態を検出
して操舵制御を行う車両の操舵制御装置であって、 前記ガイドラインに対する接近状態に基づいて車両の操
舵手段にトルクを付与し運転者に警告を行う警告トルク
付与手段を有することを特徴とする車両の操舵制御装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載の車両の操舵制御装置にお
いて、 前記警告トルク付与手段は、車両がガイドラインに近付
くに従ってトルクを増大させることを特徴とする車両の
操舵制御装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の車両の操舵制御装
置において、 前記警告トルク付与手段は、カーブに応じてトルクを可
変することを特徴とする車両の操舵制御装置。 - 【請求項4】 請求項1記載の車両の操舵制御装置にお
いて、 車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、 検出された走行状況に基づいて前記警告トルク付与手段
で付与するトルクを補正するトルク補正手段とを有する
ことを特徴とする車両の操舵制御装置。 - 【請求項5】 請求項1記載の車両の操舵制御装置にお
いて、 前記ガイドラインの認識結果に基づいて走行路上の目標
位置を設定し、前記目標位置を走行するように前記操舵
手段にトルクを付与するトラッキングトルク付与手段を
有することを特徴とする車両の操舵制御装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の車両の操舵制御装置にお
いて、 車両の走行状況を検出する走行状況検出手段と、 検出された走行状況に基づいて前記目標位置を補正する
目標位置補正手段とを有することを特徴とする車両の操
舵制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=16144927
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