JP3873588B2

JP3873588B2 - Vehicle autopilot control device

Info

Publication number: JP3873588B2
Application number: JP2000212627A
Authority: JP
Inventors: 健木村; 真次松本; 博充豊田; 琢高浜
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: JP2002032125A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右制駆動力を独立に制御し、所望のヨーモーメントを発生することで自車両を目標走行車線に誘導する自動操縦制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
左右の制駆動力を独立に制御することで、車両の自動操縦を行う従来技術としては、例えば、特開平６−２２７２８３号公報に記載のものがある。
【０００３】
本従来技術は、自車両と外界との相対位置関係を検出し、目標とする走路と自車両の位置との偏差に基づいてこの偏差を減少させるような制駆動力を算出することにより、目標とする走路上へ車両を誘導するよう制御を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動操縦制御装置にあっては、路面状態などを考慮することなく制駆動力を算出しているため、雨で濡れた路面，雪道などの低摩擦係数路面で制御が作動した場合には、算出された制駆動力により発生するヨーモーメントが過大となり、挙動が不安定となる可能性がある。
【０００５】
さらに、ドライバが操舵を行った場合にも、これに関わらず目標コースを保つようなヨーモーメントを算出するため、ドライバ操舵を打ち消すような制御が行われてしまい、ドライバにとって違和感を生じる恐れがある。
【０００６】
本発明は上記のような問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、自動操舵制御中にドライバが操舵を行った場合や低摩擦係数路走行時等のような走行状況において、目標とする走行車線上に自車両を誘導する自動操舵制御をそのまま維持することによる操舵違和感や車両挙動の不安定等の弊害を除去することができる車両の自動操縦制御装置を提供することにある。
【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、請求項１記載の発明では、左右制駆動力を独立制御して所望のヨーモーメントを発生するものであって、
自動操縦に適した走行状況か適していない走行状況かを値の大小によりあらわしたものを自動操縦可否判定指標とし、操舵角／操舵角速度／パワーステアリング油圧状態を検出する操舵状態検出手段からの検出量が大きくなるにつれて、自動操縦に適していない走行状況を示す自動操縦可否判定指標を演算する自動操縦可否判定手段と、
車両の横すべり状態を演算する車両横すべり状態演算手段と、
前記車両横すべり状態演算手段からの車両横すべり状態に基づき、車両を安定化させるために必要な第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力を制御する第１自動操縦制御手段と、
走行する自車両と外界との相対位置を演算する走行位置演算手段と、
前記走行位置演算手段からの自車両と外界との相対位置に基づいて、目標とする走行車線上に自車両を誘導するために必要な第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力を制御する第２自動操縦制御手段と、
前記自動操縦可否判定手段により自動操縦に適した走行状況との判定に基づいて第２自動操縦制御手段が選択されているとき、前記自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になるほど、また、前記第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変化させて自動操縦制御を行う制御則変更手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明では、左右制駆動力を独立制御して所望のヨーモーメントを発生するものであって、
自動操縦に適した走行状況か適していない走行状況かを値の大小によりあらわしたものを自動操縦可否判定指標とし、検出される路面摩擦係数及び車速に基づき、路面摩擦係数が低摩擦係数を示すほど、また、車速が高車速を示すほど、自動操縦に適していない走行状況を示す自動操縦可否判定指標を演算する自動操縦可否判定手段と、
車両の横すべり状態を演算する車両横すべり状態演算手段と、
前記車両横すべり状態演算手段からの車両横すべり状態に基づき、車両を安定化させるために必要な第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力を制御する第１自動操縦制御手段と、
走行する自車両と外界との相対位置を演算する走行位置演算手段と、
前記走行位置演算手段からの自車両と外界との相対位置に基づいて、目標とする走行車線上に自車両を誘導するために必要な第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力を制御する第２自動操縦制御手段と、
前記自動操縦可否判定手段により自動操縦に適した走行状況との判定に基づいて第２自動操縦制御手段が選択されているとき、前記自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になるほど、また、前記第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変化させて自動操縦制御を行う制御則変更手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記制御則変更手段を、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量に対するフィルタリング手段とし、前記自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になるほど、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量の低周波数成分が除去されるように作用させ、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更する手段としたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記制御則変更手段を、前記第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるか、もしくは、横すべり状態が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更する手段としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記制御則変更手段を、前記第２自動操縦制御手段によって演算される制御量に対するフィルタリング手段とし、前記第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるか、もしくは、横すべり状態が大きくなるほど、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量を小さくすると共に、相対的に高周波数成分が多く除去されるように作用させ、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更する手段としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明では、請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記走行位置演算手段を、車両前方を撮影するカメラと、このカメラによって得られた画像から車線形状を抽出する車線形状抽出手段により構成した手段とし、前記目標とする走行車線を、該車線形状情報に基づいて定めることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明では、請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記走行位置演算手段を、路面に埋設された磁気ネールと、車両前部に搭載された磁気センサと、この磁気センサから得られた磁気情報から磁気ネールに対する自車両の相対位置を決定する相対位置決定手段により構成した手段とし、前記目標とする走行車線を、該相対位置情報に基づいて定めることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明では、請求項１乃至７の何れか１項に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記車両横すべり状態演算手段に代え、車輪のスリップ率を推定する車輪スリップ率推定手段を設け、
前記第１自動操縦制御手段を、車輪スリップ率推定手段からの車輪スリップ率を最適化するのに必要な第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力を制御する手段としたことを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明では、請求項８に記載の車両の自動操縦制御装置において、
前記制御則変更手段を、前記第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるか、もしくは、車輪スリップ率が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更する手段としたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発明にあっては、自動操縦可否判定手段において、自動操縦に適した走行状況か適していない走行状況かを値の大小によりあらわしたものが自動操縦可否判定指標とされ、操舵角／操舵角速度／パワーステアリング油圧状態を検出する操舵状態検出手段からの検出量が大きくなるにつれて、自動操縦に適していない走行状況を示す自動操縦可否判定指標が演算される。
一方、第１自動操縦制御手段において、車両横すべり状態演算手段からの車両横すべり状態に基づき、車両を安定化させるために必要な第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御される。
また、第２自動操縦制御手段において、走行位置演算手段からの自車両と外界との相対位置に基づいて、目標とする走行車線上に自車両を誘導するために必要な第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御される。
そして、制御則変更手段において、自動操縦可否判定手段により自動操縦に適した走行状況との判定に基づいて第２自動操縦制御手段が選択されているとき、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になるほど、また、第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変化させて自動操縦制御が行われる。
即ち、通常の自動操舵による走行時には、自動操縦に適した走行状況との判定に基づき第１自動操縦制御手段と第２自動操縦制御手段による制御則が選択され、横すべりのない走行状況では目標とする走行車線上に自車両を誘導する第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御され、横すべりが加わると第２ヨーモーメントに第１ヨーモーメントを加えて目標ヨーモーメントとし、目標とする走行車線上に自車両を誘導するばかりでなく、横すべりに対し車両を安定化させるべく制駆動力が制御される。
一方、自動操縦に適した走行状況との判定に基づき第２自動操縦制御手段が選択されているとき、自動操舵による走行中にドライバが操舵を行うことで自動操縦に適していない走行状況と判定されると、自動操縦可否判定指標指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になり、目標車線上に自車両を誘導する第２ヨーモーメント（ドライバの操舵によるモーメント方向とは逆方向のモーメント）を得る第２自動操縦制御の寄与度が小さくなる。
よって、自動操舵中にドライバが操舵を行った場合、ドライバ操舵を打ち消す方向の第２ヨーモーメントを得る制御が抑制され、ドライバの操舵違和感を解消することができる。
また、２つの制御則の寄与度（重み付け）を変更することで、走行状況の自動操縦適性度に応じて徐々に制御則が変更される制御となり、制御則をＯＮ／ＯＦＦ的に切替変更する場合の車両挙動変化や違和感を抑えることができる。
さらに、操舵角／操舵角速度／パワーステアリング油圧状態を検出する操舵状態検出手段からの検出量が大きくなるにつれて、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値とされる。
よって、操舵状態検出手段によりドライバの操舵意志と操舵量が検出された時には、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値とされることで、自動操舵中にドライバが操舵を行った場合、確実にドライバ操舵を打ち消すような制御が抑制され、ドライバの操舵違和感を解消することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明にあっては、自動操縦可否判定手段において、自動操縦に適した走行状況か適していない走行状況かを値の大小によりあらわしたものが自動操縦可否判定指標とされ、検出される路面摩擦係数及び車速に基づき、路面摩擦係数が低摩擦係数を示すほど、また、車速が高車速を示すほど、自動操縦に適していない走行状況を示す自動操縦可否判定指標が演算される。
一方、第１自動操縦制御手段において、車両横すべり状態演算手段からの車両横すべり状態に基づき、車両を安定化させるために必要な第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御される。
また、第２自動操縦制御手段において、走行位置演算手段からの自車両と外界との相対位置に基づいて、目標とする走行車線上に自車両を誘導するために必要な第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御される。
そして、制御則変更手段において、自動操縦可否判定手段により自動操縦に適した走行状況との判定に基づいて第２自動操縦制御手段が選択されているとき、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になるほど、また、第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変化させて自動操縦制御が行われる。
即ち、通常の自動操舵による走行時には、自動操縦に適した走行状況との判定に基づき第１自動操縦制御手段と第２自動操縦制御手段による制御則が選択され、横すべりのない走行状況では目標とする走行車線上に自車両を誘導する第２ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御され、横すべりが加わると第２ヨーモーメントに第１ヨーモーメントを加えて目標ヨーモーメントとし、目標とする走行車線上に自車両を誘導するばかりでなく、横すべりに対し車両を安定化させるべく制駆動力が制御される。
一方、自動操縦に適した走行状況との判定に基づき第２自動操縦制御手段が選択されているとき、雨で濡れた路面や雪道等の走行時には、車両の横すべりが大きくて頻繁に生じることで、車両横すべり状態に基づき、車両を安定化させるために必要な第１ヨーモーメントを得る第１自動操縦制御の作動量が大きくなり、目標車線上に自車両を誘導する第２ヨーモーメント（第１ヨーモーメントとは同方向のモーメント）を得る第２自動操縦制御の寄与度が小さくなる。
よって、低摩擦係数路等での自動操舵制御中に横すべりが生じた場合、第２ヨーモーメントを得る制御が抑制され、第２ヨーモーメントがそのまま加算される場合に比べて制駆動トルクが小さく抑えられ、車両挙動の安定性を確保することができる。
また、２つの制御則の寄与度（重み付け）を変更することで、走行状況の自動操縦適性度に応じて徐々に制御則が変更される制御となり、制御則をＯＮ／ＯＦＦ的に切替変更する場合の車両挙動変化や違和感を抑えることができる。
さらに、検出される路面摩擦係数及び車速に基づき、路面摩擦係数が低摩擦係数を示すほど、また、車速が高車速を示すほど、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値とされる。
よって、路面摩擦係数が低摩擦係数を示すほど、また、車速が高車速を示すほど横すべりが発生し易い走行状況であり、この時には、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値とされることで、実際の横すべりの発生を待つことなく、未然に制駆動トルクが過大になるのが抑制され、車両挙動の安定性を確保することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明にあっては、制御則変更手段が、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量に対するフィルタリング手段とされ、自動操縦可否判定指標が自動操縦に適していない走行状況を示す値になるほど、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量の低周波数成分が除去されるように作用させ、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更される。
よって、ドライバが操舵を行った場合においては、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量の低周波数成分が低減されるため、路面から受ける外乱等に対して進路を修正するための比較的高周波数の制御量のみが発生され、ドライバ操舵を打ち消すような制御が行われることがなく、ドライバにとって違和感のない特性とすることができる。
【００２３】
請求項４記載の発明にあっては、制御則変更手段において、第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるか、もしくは、横すべり状態が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更される。
よって、第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなる前に、雨で濡れた路面，雪道等での自動操舵制御中に横すべりが発生した場合、横すべりの発生時点で第２自動操縦制御手段による制御量が小さくなるように補正され、横すべりの発生に対し応答良く車両挙動の安定性を確保することができる。
【００２４】
請求項５記載の発明にあっては、制御則変更手段が、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量に対するフィルタリング手段とされ、第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるか、もしくは、横すべり状態が大きくなるほど、第２自動操縦制御手段によって演算される制御量が小さくされると共に、相対的に高周波数成分が多く除去されるように作用させ、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更される。
よって、雨で濡れた路面，雪道等での自動操舵制御中に横すべりが発生した場合、第２自動操縦制御手段による制御量が小さくなるように補正されることで、横すべりの発生に対し車両挙動の安定性を確保することができると同時に、相対的に高周波数成分が多く除去されるように作用させることで、目標とする車線へ向かうための低周波数成分による第２ヨーモーメントが重畳され、目標車線へ自車両を向かわせることが可能となる。
【００２５】
請求項６記載の発明にあっては、走行位置演算手段が、車両前方を撮影するカメラと、このカメラによって得られた画像から車線形状を抽出する車線形状抽出手段により構成され、目標とする走行車線が、該車線形状情報に基づいて定められる。
よって、高速道路等のように路面上に走行ラインが描かれているような道路の走行において、目標走行車線情報を用いて演算される第２ヨーモーメントを正確に演算することができる。
【００２６】
請求項７記載の発明にあっては、走行位置演算手段が、路面に埋設された磁気ネールと、車両前部に搭載された磁気センサと、この磁気センサから得られた磁気情報から磁気ネールに対する自車両の相対位置を決定する相対位置決定手段により構成され、目標とする走行車線が、該相対位置情報に基づいて定められる。
よって、磁気ネールが埋設された道路の走行において、目標走行車線情報を用いて演算される第２ヨーモーメントを正確に演算することができる。
【００２７】
請求項８記載の発明にあっては、第１自動操縦制御手段において、車輪スリップ率推定手段からの車輪スリップ率を最適化するのに必要な第１ヨーモーメントを目標ヨーモーメントとして制駆動力が制御される。
即ち、第１自動操縦制御手段において、請求項１記載の車両横すべり状態に代え車輪スリップ率が用いられる。
よって、雨で濡れた路面，雪道等での自動操舵制御中に車輪スリップが発生するような場合、第１自動操縦制御手段において第１ヨーモーメントを得る制駆動トルクのみが与えられるため、第１ヨーモーメントに第２ヨーモーメントが加算されて制駆動トルクが過大になるのが抑制され、車両挙動の安定性を確保することができる。
【００２８】
請求項９記載の発明にあっては、制御則変更手段において、第１自動操縦制御手段による作動量が大きくなるか、もしくは、車輪スリップ率が大きくなるほど、目標ヨーモーメントに対する第２自動操縦制御手段の寄与度が小さくなるように変更される。
よって、雨で濡れた路面，雪道等での自動操舵制御中に車輪スリップが発生して第１自動操縦制御手段による制御量が大きくなったり、車輪スリップ率が大きくなった場合、第２自動操縦制御手段による制御量が小さくなるように補正されることで、車両挙動を不安定とする過大な制駆動トルクの発生が抑えられる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における車両の自動操縦装置を示す全体構成図である。
まず構成を説明すると、各輪のブレーキ液圧を制御することで制動トルクを可変制御する制動液圧制御装置１と、空気流量，燃料噴射量，点火時期を制御することによってエンジン出力を可変制御するエンジン出力制御装置２が備えられ、それぞれコントロールユニット３からの指令信号に基づいて各輪の制御力、エンジン出力を発生する。また、車両前方には、車線状況を撮影するＣＣＤカメラ４が設けられ、車体上には鉛直軸回りの回転速度を検出するヨーレートセンサ５と左右方向の加速度を検出する横加速度センサ６が設けられ、また、エンジン７及び変速機８を介して回転駆動力が伝達されるプロペラシャフト９には車速を検出する車速センサ１０が設けられ、それぞれの出力はコントロールユニット３に入力されている。さらに、図外の操舵機構には操舵角センサ１１が設けられ、同じくコントロールユニット３に入力されている。
【００３０】
図２には、コントロールユニット３の全体構成図を示す。
コントロールユニット３には、ヨーレートセンサ５，横加速度センサ６，操舵角センサ１１，車速センサ１０，ＣＣＤカメラ４からの信号を入力して、コントローラ内の演算に用いるデジタル値に変換する信号入力処理部３０１を備えている。
【００３１】
そして、ヨーレートγ，横加速度Ｇｙ，操舵角δ，車速Ｖから車両の横すべり状態を算出する横すべり状態演算部３０８と、横すべり状態に基づき、車両の走行状態を安定化させるための第１ヨーモーメントＭ１を算出する第１ヨーモーメント演算部３０９と、第１ヨーモーメントＭ１に基づいて各輪の制駆動トルクＴ１を算出する第１制駆動トルク演算部３１０を備え、これらは第１自動操縦制御手段に相当する。
【００３２】
また、車速ＶとＣＣＤカメラ信号に基づき、自車の走行車線上の位置を演算する走行位置演算部３１１と、自車の走行車線上の位置に基づき、車両を車線上に追従させるための第２ヨーモーメントＭ２を算出するための第２ヨーモーメント演算部３１２と、第２ヨーモーメントＭ２に基づいて各輪の制駆動トルクＴ２を算出する第２制駆動トルク演算部３１３を備え、これらは第２自動操縦制御手段に相当する。
【００３３】
さらに、操舵角δと車速Ｖに基づいて自動操縦の可否を判定するための指標Ｊを算出する自動操縦可否判断指標演算部３０２（自動操縦可否判定手段）が設けられ、前記指標Ｊ及び制駆動トルクＴ１，Ｔ２を入力し、これらに入力情報に基づいて目標制動トルク及び目標駆動トルクを算出する目標制駆動トルク演算部３０３（制御則変更手段）が設けられている。そして、出力処理部として、目標制動トルクに基づき、各輪の制動液圧を演算する制動液圧演算部３０４と、各輪の目標液圧に基づき制御信号を制動液圧制御装置１に出力する信号出力処理部３０５と、目標駆動トルクに基づき目標エンジントルクを演算するエンジン出力演算部３０６と、目標エンジントルクをエンジンコントロールユニット２に対して送信する信号通信処理部３０７が設けられている。
【００３４】
図３は実施の形態１における自動操縦制御処理作動の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。なお、このフローチャートに示す手順は、タイマ割り込みによって、一定時間毎にこのジョブが起動され、順次下記の内容で処理が実行される。
【００３５】
ステップ１０１では、操舵角センサ１１，横加速度センサ６，ヨーレートセンサ５，車速センサ１０，ＣＣＤカメラ４からの信号を入力し、その後の演算処理に用いることのできる電気信号に変換される。
【００３６】
ここで、ヨーレートセンサ５は、図４に示すように、ヨーレートに比例した電圧を出力するセンサで、左旋回時に正の値を出力する。また、横加速度センサ６は、図５に示すように、横加速度に比例した電圧を出力し、左旋回時に正の値を出力するよう取り付けられている。
また、ＣＣＤカメラ４は、車両前方に取り付けられ、図６に示すように、道路上の車線を撮影し、画像情報を出力する。また、操舵角センサ１１と車速センサ１０は、それぞれ操舵軸とプロペラシャフトの回転に応じてパルス出力するものであり、信号入力処理部３０１において操舵角値δ、車速値Ｖに変換される。
【００３７】
ステップ１０２では、横すべり状態が演算される。即ち、ヨーレートγ，横加速度Ｇｙ，車速Ｖに基づき重心点横すべり角βの変化速度ｄβ／ｄｔ及び重心点横すべり角βを、
ｄβ／ｄｔ＝Ｇｙ／Ｖ−γ
β＝ｄβ／ｄｔの積分値
として算出し、算出したβ，ｄβ／ｄｔに基づき、制御作動の有無を判断する。ここで、制御作動／非作動を判断するしきい値は、β×（ｄβ／ｄｔ）＝一定値の線をしきい値線とし、しきい値線未満の領域を制御非作動とし、しきい値線以上の領域を制御作動とする。そして、このしきい値線は、図７に示すように、車速Ｖまたは操舵角δが大きくなるにつれて上方へ移動し、制御作動領域を狭めるように設定されている。
【００３８】
ステップ１０３では、ヨーレートγ，横すべり角β及びステップ１０２での判断結果に基づき、第１ヨーモーメントＭ１が算出される。第１ヨーモーメントＭ１は、車両の横すべり状態を緩和するように算出されるモーメントであり、次式により算出される。
Ｍ１＝−Ｋａ×γ−Ｋｂ×β
（Ｋａ，Ｋｂはゲイン）
【００３９】
ステップ１０４では、第１ヨーモーメントＭ１の算出結果に基づき、このモーメントＭ１を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ１が算出される。前後輪におけるトレッドをそれぞれＴｆ，Ｔｒとして、
Ｍ１＞０の場合
Ｔ１＿１＝−Ｍ１／Ｔｆ（前左輪）
Ｔ１＿２＝０（前右輪）
Ｔ１＿３＝−Ｍ１／Ｔｒ（後左輪）
Ｔ１＿４＝０（後右輪）
Ｍ１＜０の場合
Ｔ１＿１＝０（前左輪）
Ｔ１＿２＝Ｍ１／Ｔｆ（前右輪）
Ｔ１＿３＝０（後左輪）
Ｔ１＿４＝Ｍ１／Ｔｒ（後右輪）
とする。なお、Ｔ１が正の値の場合は駆動トルク，Ｔ１が負の値の場合は制動トルクをあらわす。
【００４０】
ステップ１０５では、ＣＣＤカメラ４が撮影した図６に示すような画像から、道路白線部分を抽出し、図８に示すように、車線内における自車の横偏差Ｙ及びヨー角ψが算出される。
【００４１】
ステップ１０６では、車線内における自車の横偏差Ｙ及びヨー角ψに基づき、第２ヨーモーメントＭ２が算出される。第２ヨーモーメントＭ２は、横偏差Ｙ及びヨー角ψを減少させるように発生されるモーメントであり、次式に基づいて算出する。
Ｍ２＝−Ｋｃ×Ｙ−Ｋｄ×ψ
（Ｋｃ，Ｋｄはゲイン）
【００４２】
ステップ１０７では、第２ヨーモーメントＭ２の算出結果に基づき、この第２ヨーモーメントＭ２を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ２が算出される。
Ｔ２＿１＝−Ｍ２／Ｔｆ（前左輪）
Ｔ２＿２＝Ｍ２／Ｔｆ（前右輪）
Ｔ２＿３＝−Ｍ２／Ｔｒ（後左輪）
Ｔ２＿４＝Ｍ２／Ｔｒ（後右輪）
なお、Ｔ２が正の値の場合は駆動トルク、Ｔ２が負の値の場合は制動トルクをあらわす。
【００４３】
ステップ１０８では、第２ヨーモーメントＭ２として算出されるヨーモーメントを実際に発生させるか否かを判断する判断指標Ｊが算出される。判断指標Ｊは、例えば、図９に示すように、操舵角検出値δの大きさ｜δ｜の増加に応じて増加すると共に、高速になるほど小さな舵角に対して判断指標Ｊが大きな値となる関数として定められる。
【００４４】
ステップ１０９では、上記で算出されたＴ１＿１〜４，Ｔ２＿１〜４，Ｍ１，Ｊに基づいて、最終的な目標制駆動トルクＴ＿１〜４が算出される。
即ち、図１０に示すように、第１ヨーモーメントＭ１に基づいてゲインＫ１が計算され、判断指標Ｊに基づいてゲインＫ２が計算され、２つのゲインＫ１，Ｋ２を掛け合わせたゲインＫ（制御則寄与度）と、第２ヨーモーメントＭ２を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ２＿１〜４とを掛け合わせて制駆動トルクＴ２＿１〜４が補正され、第１ヨーモーメントＭ１を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ１＿１〜４と、ゲインＫにより補正された制駆動トルクＴ２＿１〜４とを加算して最終的な目標制駆動トルクＴ＿１〜４が算出される。
このとき、第１ヨーモーメントＭ１，判断指標Ｊに基づいて、ゲインＫ１，Ｋ２をそれぞれ算出する。これらのゲインＫ１，Ｋ２は、例えば、図１１に示すように、ある一定以上のＭ１値，Ｊ値までは１を保ち、それ以上の値に対して減少する関数として定められる。
【００４５】
ステップ１１０では、目標制駆動トルクＴ＿１〜４が負の値の場合、制動液圧演算部３０４において、目標制動トルクに応じた制動液圧目標値が算出される。
【００４６】
ステップ１１１では、目標制駆動トルクＴ＿１〜４が正の値の場合、エンジン出力演算部３０６において、目標エンジントルクが算出される。
【００４７】
ステップ１１２では、信号出力処理部３０５において制動液圧目標値に応じた各輪液圧指令信号が制動液圧制御装置１に出力され、また、信号通信処理部３０７において目標エンジントルクに応じたトルク指令がエンジン出力制御装置２に送信される。
【００４８】
本実施の形態１によれば、雨，雪などによりすべりやすくなった路面上では、車両が横すべりしている状態から安定させるための第１ヨーモーメントＭ１が大きくなるにつれて、前方車線に追従するための第２ヨーモーメントＭ２が低減されるため、このような車線に追従する制御を行うことで目標ヨーモーメントが過大になり、車両挙動が不安定な状態になることがない。
【００４９】
また、ドライバが操舵を行った場合には、これに応じて第２ヨーモーメントＭ２が低減されるため、ドライバ操舵を打ち消すような制御が行われることが無く、ドライバにとって違和感を生じることがない。
【００５０】
なお、本実施の形態１では、自動操縦可否判断指標演算部３０２において、ドライバが操舵していることを検出するために、ステアリング操舵角を検出する例を示したが、これは舵角速度を用いても同様の効果を得ることができる。また、図１２に示すように、パワーステアリング機構２０の油圧を計測し、これに応じて図１３のように判断指標Ｊを定めることもできる。この方法によれば、操舵角が発生する以前にドライバの操舵意志を検出することができるため、ドライバにとってより違和感のない制御を行うことができる。
【００５１】
また、前方の車線状況を検出する手段としてカメラを用いる例を示したが、これに代えて、図１４に示すように、路面に埋設された磁気レール２１と車両前部に搭載された磁気センサ２２によって走行車線に対する自車位置を検出することも可能であり、この例では、車両前部に設けた３つの磁気センサ２２，２２，２２における検出強度の比率より、車両の横変位を算出し、第２ヨーモーメントＭ２を、
Ｍ２＝−Ｋ３×Ｙ
の式により算出する。
【００５２】
更に、上記実施の形態１では、第１ヨーモーメントＭ１に基づいてゲインＫ１の算出を行う例を示したが、図１５に示すように、横すべり角βの絶対値｜β｜または横すべり角βの微分値ｄβ／ｄｔの絶対値｜ｄβ／ｄｔ｜に基づいてゲインＫ１を定めることも可能である。この方法によれば、横すべり状態演算部３０８、第１ヨーモーメント演算部３０９において車両を安定化させるための第１ヨーモーメントＭ１が演算される以前に、横すべり状態に応じてゲインＫ１が変更されるため、横すべりが発生しそうな状態において、未然に第２ヨーモーメントＭ２に伴う制駆動トルクを低減することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図１６は実施の形態２におけるコントロールユニット３の全体構成を示す図である。
基本的構成は前述の実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明すると、実施の形態２には路面摩擦係数推定部３１４を備えると共に、自動操縦可否判断指標演算部３０２において、路面摩擦係数推定値と車速に基づいて判断指標Ｊを算出するよう構成されている。
【００５４】
路面摩擦係数推定部３１４では、図１７に示すように、横すべり状態演算部３０８で算出された横すべり角βの値が急に増大し、スリップ状態に至ったと判断される時点における横加速度値に基づいて、路面摩擦係数が推定される。
【００５５】
自動操縦可否判断指標演算部３０２では、路面摩擦係数推定値μと車速Ｖに基づき、図１８に示すように、車速Ｖが速くなるにつれて、また、路面摩擦係数推定値μが小さくなるにつれて判断指標Ｊが大きくなるように定められる。
【００５６】
実施の形態２では、上記のように構成したことで、路面摩擦係数推定値μ（路面のすべり易さ）と車速Ｖに基づいて、予め第２ヨーモーメントＭ２が低減されるため、高速走行時や低μ路走行時に目標ヨーモーメント（制駆動トルク）が過大になることを原因として車両挙動が不安定になることが防止される。
【００５７】
（実施の形態３）
図１９は実施の形態３の目標制駆動トルク演算部３０３を示す制御ブロック図である。
基本的構成は実施の形態１と同様であるため、異なる点についてのみ説明すると、目標制駆動トルク演算部３０３において、第２ヨーモーメントＭ２に基づく制駆動トルクＴ２＿１〜４にゲインＫ１，Ｋ２を乗じるのに代えて、第２ヨーモーメントＴ２＿１〜４から高周波成分のみを除去するローパスフィルタ３０
ＫＬ・｛１／（１＋ＴＬ・ｓ）｝
ｓ；ラプラス演算子
ＴＬ；フィルタの時定数
ＫＬ；ゲイン
と低周波成分のみを除去するハイパスフィルタ３１
ＫＨ・｛Ｔ・ｓ／（１＋ＴＨ・ｓ）｝
ＴＨ；フィルタの時定数
ＫＨ；ゲイン
を備え、第１ヨーモーメントＭ１と判断指標Ｊの値に応じてそれぞれの時定数ＴＬ，ＴＨとゲインＫＬ，ＫＨを定めるようにしたものである。
【００５８】
ここで、ローパスフィルタ３０の時定数ＴＬとゲインＫＬは、図２０に示すように、第１ヨーモーメントＭ１の増加に対して時定数ＴＬが大きくなり、第１ヨーモーメントＭ１の増加に対してゲインＫＬを低下するように定められる。
また、ハイパスフィルタ３１の時定数ＴＨとゲインＫＨは、図２１に示すように、判断指標Ｊの増加に対して時定数ＴＨが大きくなり、また、第１ヨーモーメントＭ１の増加に対してゲインＫＨが低下するように定められる。なお、第１ヨーモーメントＭ１の増加に対しては、ローパスフィルタ３０におけるゲインＫＬの低下に対してハイパスフィルタ３１におけるゲインＫＨの低下が相対的に大きくなるように定められる。
【００５９】
よって、本実施の形態３によれば、雨，雪などによりすべりやすくなった路面上では、車両が横すべりしている状態から安定させるための第１ヨーモーメントＭ１が大きくなるにつれて、前方車線に追従するための第２ヨーモーメントＭ２から高周波成分が除去されると共に、低周波成分については低減して加えられるため、車両が不安定な状態になることをと防ぎつつ、車線に追従する作用を維持することができる。
【００６０】
また、ドライバが操舵を行った場合には、これに応じて第２ヨーモーメントＭ２からの低周波成分のみが低減されるため、ドライバ操舵を打ち消すような制御を行うことを防止しながら、路面の凹凸等により進路が乱される現象に対しては制御力による補正を行うことが可能になる。
【００６１】
（実施の形態４）
図２２は実施の形態４における車両の自動操縦装置の全体構成図である。
この自動操縦装置においては、各輪に車輪速センサ１２を備え、図２３のコントロールユニット３の全体構成図に示すように、横すべり状態演算部３０８及び第１ヨーモーメント演算部３０９に代え車輪スリップ率推定部３１５を設け、制動時の車輪ロックと駆動時の車輪空転を防ぐと共に、ＣＣＤカメラ４から得た車線に対する自車位置情報に基づくヨーモーメントを発生する。
【００６２】
車輪スリップ率算出部３１５では、４輪の車輪速のうち最大のものＶＷmaxと最小のものＶＷminとし、
駆動時であれば、
α＝（ＶＷmax−ＶＷmin）／ＶＷmin
制動時であれば
α＝（ＶＷmax−ＶＷmin）／ＶＷmax
の式によりスリップ率αを算出する。これに基づき、第１制駆動トルク演算部３１０では、駆動時であれば、上記スリップ率αが適正値０．１を越える場合、駆動トルクを低減する方向に補正トルクを算出する。即ち、後輪駆動であれば、
Ｔ１＿１，Ｔ１＿２＝０
Ｔ１＿３，Ｔ１＿４ …減少方向に補正
また、前輪駆動であれば、
Ｔ１＿１，Ｔ１＿２ …減少方向に補正
Ｔ１＿３，Ｔ１＿４＝０
となるように補正値を出力する。
【００６３】
以下、第２制駆動トルク演算部３１３及び自動操縦可否判断指標演算部３０２においては、実施の形態１と同様に処理を行い、目標制駆動トルクＴ＿１〜４の演算を行う。
【００６４】
目標制駆動トルクＴ＿１〜４の演算では、実施の形態１と同様に、図２４に示すブロックに従って目標制駆動トルクＴ＿１〜４を演算する。即ち、スリップ率αに基づいてゲインＫ１が計算され、判断指標Ｊに基づいてゲインＫ２が計算され、２つのゲインＫ１，Ｋ２を掛け合わせたゲインＫ（制御則寄与度）と、第２ヨーモーメントＭ２を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ２＿１〜４とを掛け合わせて制駆動トルクＴ２＿１〜４が補正され、第１ヨーモーメントＭ１を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ１＿１〜４と、ゲインＫにより補正された制駆動トルクＴ２＿１〜４とを加算して最終的な目標制駆動トルクＴ＿１〜４が算出される。
ここで、ゲインＫ１は、図２５に示すように、スリップ率αの増加に対して減少するように定められている。
【００６５】
実施の形態４では、上述のような構成を採用したことにより、雨で濡れた路面，雪道等でスリップが生じた場合には、第２ヨーモーメントＭ２を発生するために必要な各輪の制駆動トルクＴ２＿１〜４が小さくなるよう補正されるため、過大な制駆動力を発生しようとすることを防ぐことができる。
【００６６】
（他の実施の形態）
【００６７】
以上、本発明を実施の形態１乃至実施の形態４により説明してきたが、具体的な構成や制御内容については、これら実施の形態に限られるものではなく、請求項に記載の構成要件を備えているものであれば本発明に含まれる。
【００６８】
例えば、実施の形態１乃至実施の形態４では、判断指標Ｊの値が設定値を超える場合、判断指標Ｊの値が大きくなるほど徐々に第２自動操縦制御（目標走行車線上に自車両を誘導する制御則）の寄与度を小さく変更する例を示したが、判断指標Ｊの値が設定値を超える場合、第２自動操縦制御を止め、第１自動操縦制御のみとする例も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の自動操舵制御装置を示す全体構成図である。
【図２】実施の形態１におけるコントロールユニット内の処理ブロック図である。
【図３】実施の形態１におけるコントロールユニットで行われる自動操縦制御処理作動の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１におけるヨーレートセンサの出力電圧特性図である。
【図５】実施の形態１における横加速度センサの出力電圧特性図である。
【図６】実施の形態１におけるＣＣＤカメラでの撮影画像の例を示す図である。
【図７】実施の形態１における第１自動操縦制御の作動判断しきい値の設定例を示す図である。
【図８】実施の形態１における目標車線に対する自車両の位置の定義を示す図である。
【図９】実施の形態１における操舵角の大きさに対する判断指標Ｊの設定例を示す図である。
【図１０】実施の形態１における目標制駆動トルク演算部を示す制御ブロック図である。
【図１１】実施の形態１におけるゲインＫ１，Ｋ２の定義の一例を示す図である。
【図１２】パワーステアリング機構の油圧を計測する方法の一例を示す図である。
【図１３】圧力差に対する判断指標の設定例を示す図である。
【図１４】磁気マーカにより車両位置を検出する一例を示す図である。
【図１５】スリップ状態に応じてゲインＫ１を定める一例を示す図である。
【図１６】実施の形態２におけるコントロールユニット内の処理ブロック図である。
【図１７】実施の形態２における横すべり角から路面摩擦係数を推定する方法の一例を示す図である。
【図１８】実施の形態２における判断指標の設定例を示す図である。
【図１９】実施の形態３における目標制駆動演算部を示すブロック図である。
【図２０】実施の形態３におけるローパスフィルタ特性設定図である。
【図２１】実施の形態３におけるハイパスフィルタ特性設定図である。
【図２２】実施の形態４の自動操舵制御装置を示す全体構成図である。
【図２３】実施の形態４におけるコントロールユニット内の処理ブロック図である。
【図２４】実施の形態４における目標制駆動演算部を示すブロック図である。
【図２５】実施の形態４におけるゲインＫ１の定義を示す一例図である。
【符号の説明】
１制動液圧制御装置
２エンジン出力制御装置
３コントロールユニット
４ＣＣＤカメラ
５ヨーレートセンサ
６横加速度センサ
７エンジン
８変速機
９プロペラシャフト
１０車速センサ
１１操舵角センサ
３０１信号入力処理部
３０２自動操縦可否判断指標演算部（自動操縦可否判定手段）
３０３目標制駆動トルク演算部（制御則変更手段）
３０４制動液圧演算部
３０５信号出力処理部
３０６エンジン出力演算部
３０７信号通信処理部
３０８横すべり状態演算部
３０９第１ヨーモーメント演算部
３１０第１制駆動トルク演算部
３１１走行位置演算部
３１２第２ヨーモーメント演算部
３１３第２制駆動トルク演算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic steering control device that guides a host vehicle to a target travel lane by independently controlling left and right braking / driving forces and generating a desired yaw moment.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-227283 discloses a conventional technique for automatically controlling a vehicle by independently controlling left and right braking / driving forces.
[0003]
This conventional technique detects the relative positional relationship between the host vehicle and the outside world, and calculates a braking / driving force that reduces the deviation based on the deviation between the target runway and the position of the host vehicle. Control is performed so that the vehicle is guided onto the running road.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional autopilot control device, the braking / driving force is calculated without considering the road surface condition, etc., so the control works on the road surface with low coefficient of friction such as the road surface wet by rain and the snow road. In such a case, the yaw moment generated by the calculated braking / driving force becomes excessive, and the behavior may become unstable.
[0005]
Furthermore, even when the driver steers, the yaw moment that keeps the target course is calculated regardless of this, so control that cancels the driver steering is performed, which may cause the driver to feel uncomfortable. .
[0006]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is a driving situation such as when the driver steers during automatic steering control or when driving on a low friction coefficient road. An automatic steering control device for a vehicle that can eliminate adverse effects such as a sense of incongruity of steering and instability of vehicle behavior caused by maintaining the automatic steering control for guiding the vehicle on the target travel lane as it is It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the left and right braking / driving force is independently controlled to generate a desired yaw moment,
  Whether the driving situation is suitable or not suitable for autopilotThe driving situation that is not suitable for automatic steering as the detection amount from the steering state detecting means for detecting the steering angle / steering angular velocity / power steering hydraulic pressure state becomes an index indicating whether or not the automatic steering can be performed. Calculate the auto-steering propriety index that indicatesMeans for determining whether or not to allow automatic steering
  Vehicle side slip state calculating means for calculating the side slip state of the vehicle;
  First automatic steering control means for controlling the braking / driving force based on the vehicle side slip state from the vehicle side slip state calculating means, using the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle as a target yaw moment;
  Traveling position calculating means for calculating a relative position between the traveling vehicle and the outside;
  Based on the relative position between the host vehicle and the outside world from the driving position calculation means, the braking / driving force is controlled using the second yaw moment necessary for guiding the host vehicle on the target driving lane as the target yaw moment. A second autopilot control means;
  When the second autopilot control means is selected based on the determination of the travel situation suitable for autopilot by the autopilot availability judging means,The degree of contribution of the second autopilot control means to the target yaw moment increases as the autopilot propriety determination index becomes a value indicating a driving condition that is not suitable for autopilot, and as the operation amount by the first autopilot control means increases. The autopilot control is performed by changing theA control law changing means;
  It is characterized by having.
[0010]
  Claim 2In the described invention,A left and right braking / driving force is independently controlled to generate a desired yaw moment,
  An index indicating whether the driving situation is suitable or not suitable for autopilot depending on the magnitude of the value is used as an index for determining whether or not autopilot is possible. In addition, as the vehicle speed indicates a higher vehicle speed, automatic steering propriety determination means for calculating an automatic pilot propriety determination index indicating a traveling situation that is not suitable for automatic piloting, and
  Vehicle side slip state calculating means for calculating the side slip state of the vehicle;
  First automatic steering control means for controlling the braking / driving force based on the vehicle side slip state from the vehicle side slip state calculating means, using the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle as a target yaw moment;
  Traveling position calculating means for calculating a relative position between the traveling vehicle and the outside;
  Based on the relative position between the host vehicle and the outside world from the driving position calculation means, the braking / driving force is controlled using the second yaw moment necessary for guiding the host vehicle on the target driving lane as the target yaw moment. A second autopilot control means;
  When the second autopilot control means is selected based on the determination of the travel status suitable for autopilot by the autopilot propriety judging means, the autopilot propriety judgment index indicates a running situation that is not suitable for autopilot. The control law changing means for performing the autopilot control by changing the value so that the contribution degree of the second autopilot control means to the target yaw moment becomes smaller as the operating value by the first autopilot control means increases. When,
  HasIt is characterized by that.
[0011]
  Claim 3In the described invention,Claim 1 or claim 2In the vehicle autopilot control device described,
  The control law changing means is a filtering means for a control amount calculated by the second automatic steering control means, and the second automatic steering control is such that the automatic steering propriety determination index becomes a value indicating a traveling condition not suitable for automatic steering. The present invention is characterized in that it is made to act so that the low frequency component of the control amount calculated by the means is removed, and to change so that the contribution degree of the second autopilot control means to the target yaw moment becomes small.
[0012]
  Claim 4In the described invention,Claim 1 or claim 2In the vehicle autopilot control device described,
  The control law changing means is changed so that the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment decreases as the operation amount by the first automatic steering control means increases or the side slip state increases. It is characterized as a means.
[0013]
  Claim 5In the described invention,Claim 1 or claim 2In the vehicle autopilot control device described,
  The control law changing means is a filtering means for the control amount calculated by the second automatic steering control means, and as the operating amount by the first automatic steering control means increases or the side slip state increases, the second The control amount calculated by the autopilot control means is reduced, and a relatively high frequency component is removed so that the contribution of the second autopilot control means to the target yaw moment is reduced. It is characterized by having made it a means to do.
[0014]
  Claim 6In the described invention,Any one of claims 1 to 5In the vehicle autopilot control device described,
  The travel position calculation means is a means configured by a camera that captures the front of the vehicle and a lane shape extraction means that extracts a lane shape from an image obtained by the camera, and the target travel lane is the lane shape information. It is determined based on.
[0015]
  Claim 7In the described invention,Any one of claims 1 to 5In the vehicle autopilot control device described,
  The travel position calculating means includes a magnetic nail embedded in the road surface, a magnetic sensor mounted on the front of the vehicle, and a relative position for determining a relative position of the vehicle relative to the magnetic nail from magnetic information obtained from the magnetic sensor. A means configured by a determining means is characterized in that the target travel lane is determined based on the relative position information.
[0016]
  Claim 8In the described invention,Any one of claims 1 to 7In the vehicle autopilot control device described,
  In place of the vehicle side slip state calculating means, a wheel slip ratio estimating means for estimating the slip ratio of the wheels is provided,
  The first autopilot control means is a means for controlling the braking / driving force with the first yaw moment necessary for optimizing the wheel slip ratio from the wheel slip ratio estimating means as a target yaw moment. .
[0017]
  Claim 9In the described invention,Claim 8In the vehicle autopilot control device described,
  The control law changing means is changed so that the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment decreases as the operation amount by the first automatic steering control means increases or the wheel slip ratio increases. It is characterized by having made it a means to do.
[0018]
Operation and effect of the invention
  In the first aspect of the invention, in the automatic steering availability determination means, whether the driving situation is suitable or not suitable for automatic piloting.The value that represents the magnitude of the value is used as an automatic steering availability determination index, and as the detection amount from the steering state detection means for detecting the steering angle / steering angular velocity / power steering hydraulic pressure increases, the driving is not suitable for automatic steering. Calculates whether or not the autopilot can be determinedIs done.
  On the other hand, in the first automatic steering control means, the braking / driving force is controlled using the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle as the target yaw moment based on the vehicle side slip state from the vehicle side slip state calculating means.
  Further, in the second automatic control means, the second yaw moment required for guiding the host vehicle on the target travel lane is set based on the relative position between the host vehicle and the outside world from the driving position calculating unit. The braking / driving force is controlled as a yaw moment.
  Then, in the control law changing means, based on the determination of the traveling situation suitable for the automatic maneuvering by the automatic maneuverability judging means.First2 When the autopilot control means is selected,The degree of contribution of the second autopilot control means to the target yaw moment decreases as the automatic steering propriety determination index becomes a value indicating a traveling condition that is not suitable for autopilot, and as the operation amount by the first autopilot control means increases. Autopilot control is performed by changingIt is.
  That is, at the time of traveling by normal automatic steering, the control law by the first automatic steering control means and the second automatic steering control means is selected based on the determination of the traveling situation suitable for automatic steering, and in the traveling situation without side slip, the target and The braking / driving force is controlled using the second yaw moment that guides the host vehicle on the traveling lane as the target yaw moment, and when a side slip is applied, the first yaw moment is added to the second yaw moment to obtain the target yaw moment. In addition to guiding the host vehicle on the travel lane, the braking / driving force is controlled to stabilize the vehicle against a side slip.
  on the other hand,When the second autopilot control means is selected based on the determination of the travel situation suitable for the autopilot, it is determined that the travel situation is not suitable for the autopilot because the driver steers during the travel by the autosteer. And the second yaw moment (the moment in the direction opposite to the moment direction due to the driver's steering) that guides the host vehicle on the target lane is a value indicating the driving situation that is not suitable for automatic steering. The contribution of the second autopilot control for obtaining
  Therefore, when the driver steers during automatic steering, control for obtaining the second yaw moment in the direction to cancel the driver steering is suppressed, and the driver's steering discomfort can be eliminated.
  In addition, by changing the contribution (weighting) of the two control laws, the control law is gradually changed in accordance with the degree of suitability for automatic driving in the driving situation, and the control law is switched to ON / OFF. In this case, it is possible to suppress a change in vehicle behavior and a feeling of strangeness.
  Further, as the detection amount from the steering state detection means for detecting the steering angle / steering angular velocity / power steering hydraulic pressure state increases, the automatic steering availability determination index is set to a value indicating a traveling situation that is not suitable for automatic steering.
  Therefore, when the driver's steering intention and the steering amount are detected by the steering state detection means, the automatic steering propriety determination index is set to a value indicating a traveling state that is not suitable for automatic steering, so that the driver can steer during automatic steering. If the control is performed, the control that reliably cancels the driver steering is suppressed, and the driver's steering discomfort can be eliminated..
[0021]
  Claim 2In the described invention, in the automatic steering availability determination means,An index indicating whether or not the vehicle is suitable for automatic piloting, depending on the magnitude of the value, is used as an automatic piloting determination index.Based on the detected road surface friction coefficient and vehicle speed, the lower the road surface friction coefficient, the higher the vehicle speed, the more unsuitable for autopilot.Auto-steering availability index is calculatedIs done.
  On the other hand, in the first automatic steering control means, the braking / driving force is controlled using the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle as the target yaw moment based on the vehicle side slip state from the vehicle side slip state calculating means.
  Further, in the second automatic control means, the second yaw moment required for guiding the host vehicle on the target travel lane is set based on the relative position between the host vehicle and the outside world from the driving position calculating unit. The braking / driving force is controlled as a yaw moment.
  Then, in the control law changing means, when the second automatic steering control means is selected based on the determination of the traveling condition suitable for automatic steering by the automatic steering availability determining means, the automatic steering availability determination index is suitable for automatic steering. The automatic steering control is performed by changing the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment to be smaller as the value indicating the driving condition that is not present or as the operation amount by the first automatic steering control means increases. Done.
  That is, at the time of traveling by normal automatic steering, the control law by the first automatic steering control means and the second automatic steering control means is selected based on the determination of the traveling situation suitable for automatic steering, and in the traveling situation without side slip, the target and The braking / driving force is controlled using the second yaw moment that guides the host vehicle on the traveling lane as the target yaw moment, and when a side slip is applied, the first yaw moment is added to the second yaw moment to obtain the target yaw moment. In addition to guiding the host vehicle on the travel lane, the braking / driving force is controlled to stabilize the vehicle against a side slip.
  On the other hand, when the second autopilot control means is selected based on the determination of the driving situation suitable for autopilot, the vehicle slips frequently and frequently occurs when driving on rainy road surfaces or snowy roads. Therefore, the amount of operation of the first automatic control for obtaining the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle based on the vehicle side slip state is increased, and the second yaw moment (the second yaw moment for guiding the host vehicle on the target lane) The contribution of the second autopilot control to obtain a moment in the same direction as the 1 yaw moment) is reduced.
  Therefore, if a side slip occurs during automatic steering control on a low friction coefficient road or the like, the control to obtain the second yaw moment is suppressed, and the braking / driving torque is kept smaller than when the second yaw moment is added as it is. Therefore, the stability of the vehicle behavior can be ensured.
  In addition, by changing the contribution (weighting) of the two control laws, the control law is gradually changed in accordance with the degree of suitability for automatic driving in the driving situation, and the control law is switched to ON / OFF. In this case, it is possible to suppress a change in vehicle behavior and a feeling of strangeness.
  further,Based on the detected road surface friction coefficient and the vehicle speed, the value indicating the traveling situation that the automatic steering propriety determination index is not suitable for automatic steering as the road friction coefficient indicates a low friction coefficient and the vehicle speed indicates a high vehicle speed. Is done.
  Therefore, as the road surface friction coefficient indicates a low friction coefficient and as the vehicle speed indicates a higher vehicle speed, the side slip is more likely to occur, and at this time, the automatic operation propriety determination index is not suitable for automatic operation. By setting the value as shown, it is possible to prevent the braking / driving torque from becoming excessive without waiting for the actual occurrence of the side slip, and to ensure the stability of the vehicle behavior.
[0022]
  Claim 3In the described invention, the control law changing means is a filtering means for the control amount calculated by the second automatic steering control means, and the automatic steering availability determination index is set to a value indicating a traveling situation that is not suitable for automatic steering. It is changed so that the low-frequency component of the control amount calculated by the second automatic steering control means is removed, and the contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment is reduced.
  Therefore, when the driver steers, the low frequency component of the control amount calculated by the second automatic steering control means is reduced, so that it is relatively easy to correct the course against disturbances received from the road surface. Only a high-frequency control amount is generated, and control that cancels the driver steering is not performed, so that the driver can feel uncomfortable.
[0023]
  Claim 4In the described invention, in the control law changing means, the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment increases as the operation amount by the first automatic steering control means increases or the side slip state increases. Changed to be smaller.
  Therefore, if a side slip occurs during automatic steering control on a wet road surface, snowy road, etc. before the amount of operation by the first automatic steering control means increases, the second automatic steering control means at the time of the occurrence of the side slip. The control amount is corrected so as to be small, and the stability of the vehicle behavior can be secured with good response to the occurrence of the side slip.
[0024]
  Claim 5In the described invention, the control law changing means is a filtering means for the control amount calculated by the second automatic steering control means, and the operation amount by the first automatic steering control means is increased, or the side slip state As the value increases, the control amount calculated by the second autopilot control means is reduced, and a relatively high frequency component is removed so that the second autopilot control means contributes to the target yaw moment. It is changed so that the degree becomes small.
  Therefore, when a side slip occurs during automatic steering control on a wet road surface, snowy road, etc., the vehicle is controlled against the occurrence of the side slip by correcting the control amount by the second automatic steering control means to be small. The stability of the behavior can be ensured, and at the same time, the second yaw moment due to the low frequency component to go to the target lane is superimposed by acting so that a relatively large amount of the high frequency component is removed. The vehicle can be directed to the target lane.
[0025]
  Claim 6In the described invention, the travel position calculation means is configured by a camera that captures the front of the vehicle and a lane shape extraction means that extracts a lane shape from an image obtained by the camera, and the target travel lane is: It is determined based on the lane shape information.
  Therefore, the second yaw moment calculated using the target travel lane information can be accurately calculated when traveling on a road where a travel line is drawn on the road surface, such as an expressway.
[0026]
  Claim 7In the described invention, the traveling position calculation means includes a magnetic nail embedded in the road surface, a magnetic sensor mounted on the front of the vehicle, and the vehicle's vehicle with respect to the magnetic nail from the magnetic information obtained from the magnetic sensor. The vehicle is configured by relative position determining means for determining a relative position, and a target travel lane is determined based on the relative position information.
  Therefore, the second yaw moment calculated using the target travel lane information can be accurately calculated in traveling on the road in which the magnetic nails are embedded.
[0027]
  Claim 8In the described invention, in the first automatic control means, the braking / driving force is controlled using the first yaw moment necessary for optimizing the wheel slip ratio from the wheel slip ratio estimating means as the target yaw moment. .
That is, in the first automatic steering control means, the wheel slip ratio is used in place of the vehicle side slip state described in claim 1.
  Therefore, when wheel slip occurs during automatic steering control on a wet road surface, snowy road, etc., only the braking / driving torque for obtaining the first yaw moment is given by the first automatic steering control means. It is possible to prevent the braking / driving torque from being excessively increased by adding the second yaw moment to the 1 yaw moment, and to ensure the stability of the vehicle behavior.
[0028]
  Claim 9In the described invention, in the control law changing means, the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment increases as the operation amount by the first automatic steering control means increases or the wheel slip ratio increases. Is changed to be smaller.
  Therefore, if wheel slip occurs during automatic steering control on a wet road surface, snowy road, etc. and the control amount by the first automatic steering control means increases or the wheel slip ratio increases, the second automatic By correcting the control amount by the steering control means to be small, generation of excessive braking / driving torque that makes the vehicle behavior unstable can be suppressed.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an automatic control apparatus for a vehicle in the first embodiment.
First, the configuration will be described. The brake hydraulic pressure control device 1 variably controls the braking torque by controlling the brake hydraulic pressure of each wheel, and the engine output is variably controlled by controlling the air flow rate, the fuel injection amount, and the ignition timing. The engine output control device 2 is provided to generate the control force and engine output of each wheel based on the command signal from the control unit 3, respectively. Further, a CCD camera 4 for photographing the lane condition is provided in front of the vehicle, and a yaw rate sensor 5 for detecting the rotational speed around the vertical axis and a lateral acceleration sensor 6 for detecting lateral acceleration are provided on the vehicle body. A propeller shaft 9 to which the rotational driving force is transmitted via the engine 7 and the transmission 8 is provided with a vehicle speed sensor 10 for detecting the vehicle speed, and each output is input to the control unit 3. Further, a steering angle sensor 11 is provided in a steering mechanism (not shown) and is also input to the control unit 3.
[0030]
  FIG. 2 shows an overall configuration diagram of the control unit 3.
The control unit 3 includes a yaw rate sensor 5, a lateral acceleration sensor 6, a steering angle sensor11, Vehicle speed sensor10, A signal input processing unit 301 for inputting a signal from the CCD camera 4 and converting it into a digital value used for calculation in the controller.
[0031]
Then, a side slip state calculating unit 308 that calculates the side slip state of the vehicle from the yaw rate γ, the lateral acceleration Gy, the steering angle δ, and the vehicle speed V, and a first yaw moment M1 for stabilizing the vehicle travel state based on the side slip state. And a first braking / driving torque calculator 310 for calculating the braking / driving torque T1 of each wheel based on the first yaw moment M1, and these are included in the first automatic steering control means. Equivalent to.
[0032]
Further, based on the vehicle speed V and the CCD camera signal, a travel position calculation unit 311 that calculates the position of the host vehicle on the travel lane, and a second for causing the vehicle to follow the lane based on the position of the host vehicle on the travel lane. A second yaw moment calculating unit 312 for calculating the two yaw moment M2, and a second braking / driving torque calculating unit 313 for calculating the braking / driving torque T2 of each wheel based on the second yaw moment M2. It corresponds to 2 autopilot control means.
[0033]
Further, an automatic steering availability determination index calculation unit 302 (automatic steering availability determination means) that calculates an index J for determining whether or not automatic steering is possible based on the steering angle δ and the vehicle speed V is provided. A target braking / driving torque calculator 303 (control law changing means) is provided for inputting the torques T1 and T2 and calculating the target braking torque and the target driving torque based on the input information. Then, as an output processing unit, a braking fluid pressure computing unit 304 that computes the braking fluid pressure of each wheel based on the target braking torque, and a control signal is output to the braking fluid pressure control device 1 based on the target fluid pressure of each wheel. A signal output processing unit 305, an engine output calculation unit 306 that calculates a target engine torque based on the target drive torque, and a signal communication processing unit 307 that transmits the target engine torque to the engine control unit 2 are provided.
[0034]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the automatic pilot control processing operation in the first embodiment, and each step will be described below. In the procedure shown in this flowchart, this job is started at regular intervals by timer interruption, and processing is sequentially executed with the following contents.
[0035]
  In step 101, a steering angle sensor11, Lateral acceleration sensor 6, yaw rate sensor 5, vehicle speed sensor10, A signal from the CCD camera 4 is input and converted into an electrical signal that can be used for subsequent arithmetic processing.
[0036]
  Here, as shown in FIG. 4, the yaw rate sensor 5 is a sensor that outputs a voltage proportional to the yaw rate, and outputs a positive value when turning left. Further, as shown in FIG. 5, the lateral acceleration sensor 6 is attached so as to output a voltage proportional to the lateral acceleration and to output a positive value when turning left.
The CCD camera 4 is attached to the front of the vehicle, and as shown in FIG. 6, shoots a lane on the road and outputs image information. Steering angle sensor11And vehicle speed sensor10Is a pulse output according to the rotation of the steering shaft and the propeller shaft, and is converted into a steering angle value δ and a vehicle speed value V by the signal input processing unit 301.
[0037]
In step 102, a side slip state is calculated. That is, based on the yaw rate γ, the lateral acceleration Gy, and the vehicle speed V, the changing speed dβ / dt of the centroid point side slip angle β and the centroid point side slip angle β
dβ / dt = Gy / V−γ
β = integral value of dβ / dt
Based on the calculated β and dβ / dt, the presence or absence of the control operation is determined. Here, the threshold value for determining the control operation / non-operation is β × (dβ / dt) = a line having a constant value is a threshold line, and a region below the threshold line is control non-operation. The area above the value line is set as the control operation. As shown in FIG. 7, this threshold line is set to move upward as the vehicle speed V or the steering angle δ increases to narrow the control operation region.
[0038]
In step 103, the first yaw moment M1 is calculated based on the yaw rate γ, the side slip angle β, and the determination result in step 102. The first yaw moment M1 is a moment calculated so as to alleviate the side slip state of the vehicle, and is calculated by the following equation.
M1 = −Ka × γ−Kb × β
(Ka and Kb are gains)
[0039]
In step 104, based on the calculation result of the first yaw moment M1, the braking / driving torque T1 of each wheel necessary for generating this moment M1 is calculated. The treads on the front and rear wheels are Tf and Tr,
When M1> 0
T1_1 = -M1 / Tf (front left wheel)
T1_2 = 0 (front right wheel)
T1_3 = -M1 / Tr (rear left wheel)
T1_4 = 0 (rear right wheel)
When M1 <0
T1_1 = 0 (front left wheel)
T1_2 = M1 / Tf (front right wheel)
T1_3 = 0 (rear left wheel)
T1_4 = M1 / Tr (Rear right wheel)
And In addition, when T1 is a positive value, it represents a driving torque, and when T1 is a negative value, it represents a braking torque.
[0040]
In step 105, the road white line portion is extracted from the image as shown in FIG. 6 taken by the CCD camera 4, and the lateral deviation Y and yaw angle ψ of the own vehicle in the lane are calculated as shown in FIG. .
[0041]
In step 106, the second yaw moment M2 is calculated based on the lateral deviation Y and the yaw angle ψ of the vehicle in the lane. The second yaw moment M2 is a moment generated so as to reduce the lateral deviation Y and the yaw angle ψ, and is calculated based on the following equation.
M2 = −Kc × Y−Kd × ψ
(Kc and Kd are gains)
[0042]
In step 107, based on the calculation result of the second yaw moment M2, the braking / driving torque T2 of each wheel necessary for generating the second yaw moment M2 is calculated.
T2_1 = -M2 / Tf (front left wheel)
T2_2 = M2 / Tf (front right wheel)
T2_3 = -M2 / Tr (rear left wheel)
T2_4 = M2 / Tr (Rear right wheel)
In addition, when T2 is a positive value, it represents a driving torque, and when T2 is a negative value, it represents a braking torque.
[0043]
In step 108, a determination index J for determining whether or not to actually generate the yaw moment calculated as the second yaw moment M2 is calculated. For example, as shown in FIG. 9, the determination index J increases with an increase in the magnitude | δ | of the steering angle detection value δ, and the determination index J becomes a larger value with respect to a smaller steering angle as the speed increases. Is defined as a function.
[0044]
In step 109, final target braking / driving torques T_1 to T-4 are calculated based on T1_1 to 4, T2_1 to 4, M1, and J calculated above.
That is, as shown in FIG. 10, the gain K1 is calculated based on the first yaw moment M1, the gain K2 is calculated based on the determination index J, and the gain K (control law) obtained by multiplying the two gains K1 and K2 is obtained. Contribution) and the braking / driving torques T2_1 to 4 of each wheel necessary for generating the second yaw moment M2 are corrected to generate the first yaw moment M1. The final target braking / driving torques T_1 to T4 are calculated by adding the braking / driving torques T1_1 to T4_4 required for each wheel and the braking / driving torques T2_1 to 4 corrected by the gain K.
At this time, gains K1 and K2 are calculated based on the first yaw moment M1 and the determination index J, respectively. For example, as shown in FIG. 11, these gains K1 and K2 are defined as functions which keep 1 until a certain M1 value or J value exceeds a certain value and decrease with respect to a value beyond that.
[0045]
In step 110, when the target braking / driving torques T_1 to 4 are negative values, the braking fluid pressure calculation unit 304 calculates a braking fluid pressure target value corresponding to the target braking torque.
[0046]
In step 111, if the target braking / driving torque T_1 to 4 is a positive value, the engine output calculation unit 306 calculates the target engine torque.
[0047]
In step 112, each wheel hydraulic pressure command signal corresponding to the braking hydraulic pressure target value is output to the braking hydraulic pressure control device 1 in the signal output processing unit 305, and torque corresponding to the target engine torque is output in the signal communication processing unit 307. The command is transmitted to the engine output control device 2.
[0048]
According to the first embodiment, on the road surface that has become slippery due to rain, snow, and the like, the first yaw moment M1 for stabilizing the vehicle from the state of sliding is increased, so that the vehicle follows the front lane. Since the second yaw moment M2 is reduced, the target yaw moment does not become excessive by performing the control following the lane, and the vehicle behavior does not become unstable.
[0049]
Further, when the driver steers, the second yaw moment M2 is reduced accordingly, so that control that cancels the driver steering is not performed, and the driver does not feel uncomfortable.
[0050]
In the first embodiment, an example in which the steering angle is detected in order to detect that the driver is steering in the automatic steering availability determination index calculation unit 302 has been described. However, the same effect can be obtained. In addition, as shown in FIG. 12, the hydraulic pressure of the power steering mechanism 20 can be measured, and the determination index J can be determined accordingly as shown in FIG. According to this method, it is possible to detect the driver's steering intention before the steering angle is generated, and therefore it is possible to perform control that is more comfortable for the driver.
[0051]
Moreover, although the example which uses a camera as a means to detect a front lane condition was shown instead, as shown in FIG. 14, as shown in FIG. 14, the magnetic rail 21 embed | buried under the road surface and the magnetic sensor mounted in the vehicle front part It is also possible to detect the position of the vehicle with respect to the travel lane by means of 22, and in this example, the lateral displacement of the vehicle is calculated from the ratio of the detected strengths of the three magnetic sensors 22, 22, 22 provided at the front of the vehicle. , The second yaw moment M2
M2 = −K3 × Y
It is calculated by the following formula.
[0052]
Furthermore, in the first embodiment, the example in which the gain K1 is calculated based on the first yaw moment M1 has been shown. However, as shown in FIG. 15, the absolute value | β | of the side slip angle β or the side slip angle β The gain K1 can be determined based on the absolute value | dβ / dt | of the differential value dβ / dt. According to this method, before the first yaw moment M1 for stabilizing the vehicle is calculated by the side slip state calculation unit 308 and the first yaw moment calculation unit 309, the gain K1 is changed according to the side slip state. Therefore, the braking / driving torque associated with the second yaw moment M2 can be reduced in a state where a side slip is likely to occur.
[0053]
(Embodiment 2)
FIG. 16 is a diagram showing the overall configuration of the control unit 3 in the second embodiment.
Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment described above, only different points will be described. The second embodiment includes a road surface friction coefficient estimating unit 314, and the automatic steering availability determination index calculating unit 302 includes a road surface. The determination index J is calculated based on the estimated friction coefficient and the vehicle speed.
[0054]
As shown in FIG. 17, the road surface friction coefficient estimation unit 314 suddenly increases the value of the side slip angle β calculated by the side slip state calculation unit 308, based on the lateral acceleration value at the time when it is determined that the slip state is reached. Thus, the road surface friction coefficient is estimated.
[0055]
Based on the road surface friction coefficient estimated value μ and the vehicle speed V, the automatic steering propriety determination index calculating unit 302 determines the determination index as the vehicle speed V increases and the road surface friction coefficient estimated value μ decreases as shown in FIG. J is determined to be large.
[0056]
In the second embodiment, since the second yaw moment M2 is reduced in advance based on the road surface friction coefficient estimated value μ (ease of slipping on the road surface) and the vehicle speed V due to the above-described configuration, In addition, the vehicle behavior is prevented from becoming unstable due to an excessive target yaw moment (braking / driving torque) when traveling on a low μ road.
[0057]
(Embodiment 3)
FIG. 19 is a control block diagram showing the target braking / driving torque calculation unit 303 of the third embodiment.
Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only different points will be described. The target braking / driving torque calculating unit 303 multiplies the braking / driving torques T2_1 to 4 based on the second yaw moment M2 by gains K1 and K2. Instead of the low-pass filter 30 that removes only high-frequency components from the second yaw moments T2_1 to T4_1.
KL · {1 / (1 + TL · s)}
s; Laplace operator
TL: Filter time constant
KL: Gain
And a high-pass filter 31 that removes only low-frequency components
KH · {T · s / (1 + TH · s)}
TH: Filter time constant
KH: Gain
The time constants TL and TH and the gains KL and KH are determined according to the values of the first yaw moment M1 and the determination index J.
[0058]
Here, as shown in FIG. 20, the time constant TL and the gain KL of the low-pass filter 30 are such that the time constant TL increases as the first yaw moment M1 increases, and the gain increases as the first yaw moment M1 increases. It is determined to lower KL.
Further, as shown in FIG. 21, the time constant TH and the gain KH of the high-pass filter 31 increase as the determination index J increases, and the gain KH increases as the first yaw moment M1 increases. Is determined to decrease. The increase in the first yaw moment M1 is determined such that the decrease in the gain KH in the high-pass filter 31 is relatively large with respect to the decrease in the gain KL in the low-pass filter 30.
[0059]
Therefore, according to the third embodiment, on the road surface that has become slippery due to rain, snow, etc., the front lane is tracked as the first yaw moment M1 for stabilizing the vehicle from the side slip state increases. The high-frequency component is removed from the second yaw moment M2 for the purpose, and the low-frequency component is added in a reduced manner, so that the operation of following the lane is maintained while preventing the vehicle from becoming unstable. can do.
[0060]
Further, when the driver steers, only the low frequency component from the second yaw moment M2 is reduced accordingly, so that it is possible to prevent the driver from performing control that cancels the steering of the driver. It is possible to correct by a control force for a phenomenon in which the course is disturbed by unevenness or the like.
[0061]
(Embodiment 4)
FIG. 22 is an overall configuration diagram of the vehicle autopilot in the fourth embodiment.
In this automatic pilot device, each wheel is provided with a wheel speed sensor 12, and as shown in the overall configuration diagram of the control unit 3 in FIG. 23, a wheel slip ratio is substituted for the side slip state calculation unit 308 and the first yaw moment calculation unit 309. An estimation unit 315 is provided to prevent wheel lock during braking and wheel slipping during driving, and generate yaw moment based on the vehicle position information with respect to the lane obtained from the CCD camera 4.
[0062]
The wheel slip ratio calculation unit 315 sets the maximum wheel speed VWmax and the minimum wheel speed VWmin among the wheel speeds of the four wheels,
If driving,
α = (VWmax−VWmin) / VWmin
When braking
α = (VWmax−VWmin) / VWmax
The slip ratio α is calculated by the following formula. Based on this, the first braking / driving torque calculation unit 310 calculates the correction torque in the direction of reducing the driving torque when the slip ratio α exceeds the appropriate value 0.1 during driving. That is, if it is a rear wheel drive,
T1_1, T1_2 = 0
T1_3, T1_4 ... Correction in decreasing direction
Also, if it is front wheel drive,
T1_1, T1_2 ... Correction in decreasing direction
T1_3, T1_4 = 0
The correction value is output so that
[0063]
Hereinafter, in the second braking / driving torque calculating unit 313 and the automatic steering availability determination index calculating unit 302, the same processing as in the first embodiment is performed, and the target braking / driving torques T_1 to 4 are calculated.
[0064]
In the calculation of the target braking / driving torque T_1-4, the target braking / driving torque T_1-4 is calculated according to the block shown in FIG. That is, the gain K1 is calculated based on the slip rate α, the gain K2 is calculated based on the determination index J, the gain K (control law contribution) obtained by multiplying the two gains K1 and K2, and the second yaw moment. By multiplying the braking / driving torques T2_1 to 4 of each wheel necessary for generating M2, the braking / driving torques T2_1 to 4 are corrected, and the braking / driving torque of each wheel necessary to generate the first yaw moment M1. The final target braking / driving torque T_1-4 is calculated by adding T1_1-4 and the braking / driving torque T2_1-4 corrected by the gain K.
Here, as shown in FIG. 25, the gain K1 is determined so as to decrease as the slip ratio α increases.
[0065]
In the fourth embodiment, by adopting the above-described configuration, when a slip occurs on a road surface, a snowy road, etc. wet with rain, each wheel necessary for generating the second yaw moment M2 is used. Since the braking / driving torque T2_1 to 4 are corrected to be small, it is possible to prevent an excessive braking / driving force from being generated.
[0066]
(Other embodiments)
[0067]
Although the present invention has been described with reference to the first to fourth embodiments, the specific configuration and control contents are not limited to these embodiments, and include the configuration requirements described in the claims. If it is, it is included in this invention.
[0068]
For example, in the first to fourth embodiments, when the value of the determination index J exceeds the set value, the second automatic control is gradually increased as the determination index J increases (the host vehicle is guided onto the target travel lane). However, when the value of the determination index J exceeds the set value, the second automatic pilot control is stopped and only the first automatic pilot control is included.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an automatic steering control apparatus according to Embodiment 1;
FIG. 2 is a processing block diagram in the control unit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of an autopilot control process operation performed by a control unit in the first embodiment.
FIG. 4 is an output voltage characteristic diagram of the yaw rate sensor in the first embodiment.
FIG. 5 is an output voltage characteristic diagram of the lateral acceleration sensor in the first embodiment.
6 is a diagram showing an example of an image taken by the CCD camera according to Embodiment 1. FIG.
7 is a diagram showing a setting example of an operation determination threshold value for first automatic control in the first embodiment. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing the definition of the position of the host vehicle with respect to the target lane in the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing an example of setting a determination index J with respect to the magnitude of the steering angle in the first embodiment.
FIG. 10 is a control block diagram showing a target braking / driving torque calculation unit in the first embodiment.
11 is a diagram illustrating an example of definitions of gains K1 and K2 in Embodiment 1. FIG.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a method for measuring the hydraulic pressure of the power steering mechanism.
FIG. 13 is a diagram illustrating a setting example of a determination index for a pressure difference.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of detecting a vehicle position using a magnetic marker.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of determining a gain K1 according to a slip state.
FIG. 16 is a processing block diagram in the control unit according to the second embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing an example of a method for estimating a road surface friction coefficient from a side slip angle in the second embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating a setting example of a determination index according to the second embodiment.
FIG. 19 is a block diagram illustrating a target braking / driving calculating unit according to the third embodiment.
FIG. 20 is a low-pass filter characteristic setting diagram in the third embodiment.
FIG. 21 is a high-pass filter characteristic setting diagram according to the third embodiment.
FIG. 22 is an overall configuration diagram showing an automatic steering control apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 23 is a processing block diagram in the control unit according to the fourth embodiment.
FIG. 24 is a block diagram illustrating a target braking / driving calculating unit according to the fourth embodiment.
FIG. 25 is an example showing a definition of a gain K1 in the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Braking fluid pressure control device
2 Engine output control device
3 Control unit
4 CCD camera
5 Yaw rate sensor
6 Lateral acceleration sensor
7 engine
8 Transmission
9 Propeller shaft
10 Vehicle speed sensor
11 Steering angle sensor
301 Signal input processor
302 Automatic steering availability determination index calculation unit (automatic steering availability determination means)
303 Target braking / driving torque calculation unit (control law changing means)
304 Braking fluid pressure calculation unit
305 Signal output processing unit
306 Engine output calculation unit
307 Signal communication processing unit
308 Side slip state calculator
309 First yaw moment calculator
310 First braking / driving torque calculator
311 Traveling position calculation unit
312 Second yaw moment calculator
313 Second braking / driving torque calculator

Claims

A left and right braking / driving force is independently controlled to generate a desired yaw moment,
Detection from the steering state detection means for detecting the steering angle / steering angular velocity / power steering hydraulic pressure state using a value indicating whether the driving state is suitable or not suitable for automatic steering depending on the magnitude of the value. As the amount increases, an automatic steering availability determination means for calculating an automatic steering availability determination index indicating a driving situation that is not suitable for automatic steering;
Vehicle side slip state calculating means for calculating the side slip state of the vehicle;
First automatic steering control means for controlling the braking / driving force based on the vehicle side slip state from the vehicle side slip state calculating means, using the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle as a target yaw moment;
Traveling position calculating means for calculating a relative position between the traveling vehicle and the outside;
Based on the relative position between the host vehicle and the outside world from the driving position calculation means, the braking / driving force is controlled using the second yaw moment necessary for guiding the host vehicle on the target driving lane as the target yaw moment. A second autopilot control means;
When the second autopilot control means is selected based on the determination of the travel status suitable for autopilot by the autopilot propriety judging means, the autopilot propriety judgment index indicates a running situation that is not suitable for autopilot. The control law changing means for performing the autopilot control by changing the value so that the contribution degree of the second autopilot control means to the target yaw moment becomes smaller as the operating value by the first autopilot control means increases. When,
An automatic steering control device for a vehicle, comprising:

A left and right braking / driving force is independently controlled to generate a desired yaw moment,
An index indicating whether the driving situation is suitable or not suitable for autopilot depending on the magnitude of the value is used as an index for determining whether or not autopilot is possible. In addition, as the vehicle speed indicates a higher vehicle speed, automatic steering propriety determination means for calculating an automatic pilot propriety determination index indicating a traveling situation that is not suitable for automatic piloting, and
Vehicle side slip state calculating means for calculating the side slip state of the vehicle;
First automatic steering control means for controlling the braking / driving force based on the vehicle side slip state from the vehicle side slip state calculating means, using the first yaw moment necessary for stabilizing the vehicle as a target yaw moment;
Traveling position calculating means for calculating a relative position between the traveling vehicle and the outside;
Based on the relative position between the host vehicle and the outside world from the driving position calculation means, the braking / driving force is controlled using the second yaw moment necessary for guiding the host vehicle on the target driving lane as the target yaw moment. A second autopilot control means;
When the second autopilot control means is selected based on the determination of the travel status suitable for autopilot by the autopilot propriety judging means, the autopilot propriety judgment index indicates a running situation that is not suitable for autopilot. The control law changing means for performing the autopilot control by changing the value so that the contribution degree of the second autopilot control means to the target yaw moment becomes smaller as the operating value by the first autopilot control means increases. When,
Autopilot control apparatus for a vehicle, characterized in that it comprises.

The automatic steering control device for a vehicle according to claim 1 or 2 ,
The control law changing means is a filtering means for the control amount calculated by the second automatic steering control means, and the second automatic steering control is such that the automatic steering propriety determination index becomes a value indicating a traveling situation that is not suitable for automatic steering. The vehicle is characterized in that the low-frequency component of the control amount calculated by the means is removed so that the contribution of the second autopilot control means to the target yaw moment is reduced. Autopilot control device.

The automatic steering control device for a vehicle according to claim 1 or 2 ,
The control law changing means is changed so that the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment decreases as the operation amount by the first automatic steering control means increases or the side slip state increases. An automatic steering control device for a vehicle, characterized in that it is a means.

The automatic steering control device for a vehicle according to claim 1 or 2 ,
The control law changing means is a filtering means for the control amount calculated by the second automatic steering control means, and as the operating amount by the first automatic steering control means increases or the side slip state increases, the second The control amount calculated by the autopilot control means is reduced, and a relatively high frequency component is removed so that the contribution of the second autopilot control means to the target yaw moment is reduced. An automatic steering control device for a vehicle, characterized by comprising

The vehicle automatic steering control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The travel position calculation means is a means configured by a camera that captures the front of the vehicle and a lane shape extraction means that extracts a lane shape from an image obtained by the camera, and the target travel lane is the lane shape information. An automatic steering control device for a vehicle characterized by

The vehicle automatic steering control device according to any one of claims 1 to 5 ,
The travel position calculating means includes a magnetic nail embedded in the road surface, a magnetic sensor mounted on the front of the vehicle, and a relative position for determining a relative position of the vehicle relative to the magnetic nail from magnetic information obtained from the magnetic sensor. An automatic steering control device for a vehicle, characterized in that it is a means constituted by a determination means, and the target travel lane is determined based on the relative position information.

In the vehicle automatic steering control device according to any one of claims 1 to 7 ,
In place of the vehicle side slip state calculating means, wheel slip ratio estimating means for estimating the slip ratio of wheels is provided,
The first autopilot control means is a means for controlling the braking / driving force with the first yaw moment necessary for optimizing the wheel slip ratio from the wheel slip ratio estimating means as a target yaw moment. Automatic control system for vehicles.

The automatic steering control device for a vehicle according to claim 8 ,
The control law changing means is changed so that the degree of contribution of the second automatic steering control means to the target yaw moment decreases as the operation amount by the first automatic steering control means increases or the wheel slip ratio increases. An automatic steering control device for a vehicle, characterized by comprising