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JP6723301B2 - Vehicle steering system - Google Patents

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JP6723301B2 JP2018159994A JP2018159994A JP6723301B2 JP 6723301 B2 JP6723301 B2 JP 6723301B2 JP 2018159994 A JP2018159994 A JP 2018159994A JP 2018159994 A JP2018159994 A JP 2018159994A JP 6723301 B2 JP6723301 B2 JP 6723301B2
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Description

本発明は、目標走行軌跡に沿うように車両を自動走行させる車両用操舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering system that automatically drives a vehicle along a target travel locus.

近年、衛星から得られた高精度な自車位置情報および高精度地図情報を用いて車両の目標走行軌跡を演算し、目標走行軌跡に沿って自動走行させるように操舵制御する車両用操舵装置が自動運転技術の1つとして開発が進められている。一般的に、このような車両用操舵装置は、目標操舵角を演算する際のフィードバック制御ゲインを大きくすると目標走行軌跡への追従精度は高くなるが、状況変化に対してハンドル操作が敏感になり、操舵方向の変更回数が増え、車両の挙動が不安定となる。そのため特許文献1では、直線道路の走行時には、直線ではない道路の走行時よりもフィードバック制御ゲインを小さくすることで、操舵方向の変更回数を減らして、車両の挙動を安定させる技術が開示されている。 In recent years, a vehicle steering system that calculates a target traveling locus of a vehicle using highly accurate vehicle position information and highly accurate map information obtained from a satellite and performs steering control so that the vehicle automatically travels along the target traveling locus is provided. Development is underway as one of the autonomous driving technologies. Generally, in such a vehicle steering system, when the feedback control gain for calculating the target steering angle is increased, the tracking accuracy of the target traveling locus is improved, but the steering wheel operation becomes sensitive to the situation change. The number of times the steering direction is changed increases and the behavior of the vehicle becomes unstable. Therefore, Patent Document 1 discloses a technique for reducing the number of changes in the steering direction and stabilizing the behavior of the vehicle by reducing the feedback control gain when traveling on a straight road as compared to when traveling on a non-straight road. There is.

特開2017−144769号公報JP, 2017-144769, A

上記のように、従来の車両用操舵装置では直線道路においては、フィードバック制御ゲインを小さくして、車両の挙動を安定させている。しかしながら、この方法では、直線道路の走行中に高い走行軌跡追従精度が必要な状況となった場合、例えば、隣接する走行車線を他車両が並走している場合、フィードバック制御ゲインが小さいため、走行軌跡追従精度が不足し、並走する他車両に接近し過ぎるような状況が発生する可能性があった。 As described above, in the conventional vehicle steering system, the feedback control gain is reduced on a straight road to stabilize the behavior of the vehicle. However, in this method, when a situation in which high traveling path tracking accuracy is required while traveling on a straight road, for example, when another vehicle is running side by side in an adjacent traveling lane, the feedback control gain is small, There was a possibility that the tracking accuracy of the traveling locus was insufficient, and that the vehicle might come too close to other vehicles running in parallel.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、自車の置かれた状況に応じて、フィードバック制御ゲインを適切に設定できる車両用操舵装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle steering system that can appropriately set a feedback control gain according to the situation in which the host vehicle is placed. ..

本発明に係る車両用操舵装置は、車両の目標走行軌跡に沿って自動走行させるように操舵制御する車両用操舵装置であって、前記目標走行軌跡を演算する目標走行軌跡演算部と、少なくとも前記目標走行軌跡の曲率および前記車両の前記目標走行軌跡からの横偏差に基づいて目標操舵角を演算する演算部を備え、前記演算部は、高い走行軌跡追従精度が必要な所定の状況では、前記目標操舵角の演算に使用されるフィードバック制御ゲインを前記所定の状況ではない場合に比べて大きくして前記目標操舵角を演算し、前記所定の状況は、前記車両の車線変更が指示された状況であって、前記演算部は、車線変更が指示されない状況に比べ、前記フィードバック制御ゲインを大きくして前記目標操舵角を演算し、前記目標走行軌跡演算部は、道路地図データ、衛星測位情報を用いて得られた前記車両の位置および方位に基づいて前記目標走行軌跡を演算する。
A vehicle steering apparatus according to the present invention is a vehicle steering apparatus that performs steering control so that a vehicle automatically travels along a target traveling locus of a vehicle, and a target traveling locus calculation unit that calculates the target traveling locus, and at least the above A calculation unit that calculates a target steering angle based on a curvature of a target travel locus and a lateral deviation of the vehicle from the target travel locus is provided. The target steering angle is calculated by increasing the feedback control gain used for the calculation of the target steering angle as compared with the case where the predetermined situation is not met, and the predetermined situation is the situation where the lane change of the vehicle is instructed. The calculation unit calculates the target steering angle by increasing the feedback control gain as compared with a situation in which lane change is not instructed, and the target traveling locus calculation unit calculates road map data and satellite positioning information. The target traveling locus is calculated based on the position and direction of the vehicle obtained by using the vehicle.

本発明に係る車両用操舵装置によれば、高い走行軌跡追従精度が必要な所定の状況においてはフィードバック制御ゲインを大きくし、走行軌跡追従精度を確保することができる。一方、所定の状況ではない場合は、車両挙動が安定した走行を行うことができる。 According to the vehicle steering system of the present invention, the feedback control gain can be increased to secure the traveling locus following precision in a predetermined situation where high traveling locus following precision is required. On the other hand, when the situation is not the predetermined situation, it is possible to travel with stable vehicle behavior.

本発明に係る車両用操舵装置を適用可能な自動運転車両の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an automatic driving vehicle to which a vehicle steering system according to the present invention can be applied. 本発明に係る実施の形態1の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering system according to Embodiment 1 of the present invention. 道路地図データと目標走行軌跡との関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows the relationship between road map data and a target travel path typically. 本発明に係る実施の形態1の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing an operation of the vehicle steering system according to the first embodiment of the present invention. 走行車線の変更を模式的に示す図である。It is a figure which shows the change of a driving lane typically. 本発明に係る実施の形態2の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle steering apparatus of Embodiment 2 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態2の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing an operation of the vehicle steering system according to the second embodiment of the present invention. 本発明に係る実施の形態2の変形例1の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering system according to a first modification of the second embodiment of the present invention. 本発明に係る実施の形態2の変形例1の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an operation of the vehicle steering system of the first modification of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る実施の形態2の変形例2の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering system of a modified example 2 of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る実施の形態2の変形例2の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system of the second modification of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る実施の形態2の変形例3の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a vehicle steering system of a modified example 3 of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る実施の形態2の変形例3の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing the operation of the vehicle steering system of the third modification of the second embodiment according to the present invention. 本発明に係る車両用操舵装置を適用可能な自動運転車両の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an automatic driving vehicle to which a vehicle steering system according to the present invention can be applied. 本発明に係る実施の形態3の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle steering apparatus of Embodiment 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3の車両用操舵装置の動作を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an operation of the vehicle steering system according to the third embodiment of the present invention. 本発明に係る車両用操舵装置を適用可能な自動運転車両の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an automatic driving vehicle to which a vehicle steering system according to the present invention can be applied. 本発明に係る実施の形態4の車両用操舵装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the vehicle steering apparatus of Embodiment 4 which concerns on this invention. 道路地図データと目標走行軌跡との関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows the relationship between road map data and a target travel path typically. 本発明に係る実施の形態1〜4の車両用操舵装置を実現するハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions which implement|achieve the vehicle steering device of Embodiments 1-4 which concern on this invention. 本発明に係る実施の形態1〜4の車両用操舵装置を実現するハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions which implement|achieve the vehicle steering device of Embodiments 1-4 which concern on this invention.

<実施の形態1>
以下、本発明に係る実施の形態1について、図に基づいて説明する。図1は本発明に係る実施の形態1の車両用操舵装置100を適用可能な車両の一例として、自動走行可能な自動運転車両1の全体構成を示すブロック図である。
<Embodiment 1>
Hereinafter, Embodiment 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an autonomous driving vehicle 1 capable of automatic traveling, as an example of a vehicle to which a vehicle steering system 100 according to a first embodiment of the present invention can be applied.

図1に示されるように自動運転車両1は、前輪の2つのタイヤ2を操作するハンドル3にEPS(Electric Power Steering)システムを構成する操舵装置4が取り付けられており、車両用操舵装置100からの制御信号に基づいて、操舵装置4がハンドル3を自動操舵する構成を有している。なお、操舵装置4はEPSモータおよびそのコントローラ等を有している。 As shown in FIG. 1, a self-driving vehicle 1 has a steering device 4 that constitutes an EPS (Electric Power Steering) system attached to a steering wheel 3 that operates two tires 2 of front wheels. The steering device 4 automatically steers the steering wheel 3 on the basis of the control signal. The steering device 4 has an EPS motor and its controller.

車両用操舵装置100は、ADAS−ECU(Advanced Driving Assistance Systems-Electronic Control Unit)とも呼称され、地図情報記憶装置20に記憶された道路地図データなどの高精度地図情報と、自車位置方位検出装置10で検出された高精度な自車位置および自車方位に基づいて目標走行軌跡を演算し、目標走行軌跡に沿うようにハンドル3の自動操舵などを行う。 The vehicle steering system 100 is also referred to as an ADAS-ECU (Advanced Driving Assistance Systems-Electronic Control Unit), and has high-accuracy map information such as road map data stored in the map information storage device 20 and a vehicle position/azimuth detection device. The target traveling locus is calculated based on the highly accurate vehicle position and the vehicle direction detected in 10, and the steering wheel 3 is automatically steered along the target traveling locus.

自車位置方位検出装置10は、アンテナ7で受信したGNSS(Global Navigation Satellite System)、GPS(Global Positioning System)衛星、準天頂衛星などの人工衛星8からの衛星測位情報を利用して自車の位置(緯度、経度)および自車方位(位置の時間変化から演算)を検出し、検出した自車位置および自車方位を車両用操舵装置100に与える。 The vehicle position and direction detection device 10 uses the satellite positioning information from the artificial satellite 8 such as the GNSS (Global Navigation Satellite System), GPS (Global Positioning System) satellite, and quasi-zenith satellite received by the antenna 7 The position (latitude, longitude) and the own vehicle direction (calculated from the time change of the position) are detected, and the detected own vehicle position and the own vehicle direction are given to the vehicle steering system 100.

地図情報記憶装置20に記憶された道路地図データは、走行車線の位置(緯度、経度)、道路種別、規制速度、走行車線幅、トンネル、橋、通行料金収受地点の位置(緯度、経度)などの種々のデータを含み、実用化が近いダイナミックマップなどが該当する。 The road map data stored in the map information storage device 20 includes the position of the traveling lane (latitude, longitude), road type, speed limit, traveling lane width, tunnel, bridge, position of the toll collection point (latitude, longitude), etc. A dynamic map, which includes various data of 1) and is practically applicable, is applicable.

また、自動運転車両1には、乗員が車線変更を希望する際に使用する車線変更指示スイッチ30が設けられ、車線変更指示スイッチ30のオン、オフの情報が車両用操舵装置100に与えられる。 Further, the self-driving vehicle 1 is provided with a lane change instruction switch 30 used when an occupant desires to change lanes, and information for turning the lane change instruction switch 30 on and off is given to the vehicle steering system 100.

図2は、車両用操舵装置100の構成を示す機能ブロック図である。図2に示すように車両用操舵装置100は、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部50を有している。 FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 100. As shown in FIG. 2, the vehicle steering system 100 includes a target traveling locus calculation unit 40 and a target steering angle calculation unit 50.

目標走行軌跡演算部40は、自車位置方位検出装置10、地図情報記憶装置20および車線変更指示スイッチ30からの情報を受けて、自車の目標走行軌跡を演算し、自車の基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車の目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を出力する。 The target traveling locus calculation unit 40 receives information from the vehicle position/azimuth detecting device 10, the map information storage device 20, and the lane change instruction switch 30 to calculate the target traveling locus of the own vehicle, and the reference coordinate system of the own vehicle. The curvature (R) of the target traveling locus above and the lateral position deviation (Ye) of the target traveling locus of the own vehicle are output.

より具体的には、目標走行軌跡演算部40は、現在の自車位置(緯度、経度)をXY軸の中心とし、X方向を自車方位に設定し、自車位置から近い道路地図データを地図情報記憶装置20から読み出し、読み出した道路地図データに基づいて目標走行軌跡を近似曲線として算出する。 More specifically, the target travel locus calculation unit 40 sets the current vehicle position (latitude, longitude) as the center of the XY axes, sets the X direction as the vehicle direction, and obtains road map data close to the vehicle position. The target traveling locus is read out from the map information storage device 20, and the target traveling locus is calculated as an approximate curve based on the read road map data.

図3は、道路地図データと目標走行軌跡との関係を模式的に示す図である。図3に示されるように、道路地図データは、複数のノードデータで表され、目標走行軌跡演算部40は、読み出したノードデータのうち、自動運転車両1の現在位置に近いノードデータの前後を結ぶことで、自車の所定前方距離、例えば前方20mまでの破線で示される近似曲線を算出し、目標走行軌跡とする。なお、前後のノードデータを結ぶ方法としては最小自乗法などを用いることができる。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the relationship between the road map data and the target travel locus. As shown in FIG. 3, the road map data is represented by a plurality of node data, and the target traveling locus calculation unit 40 includes, before and after the node data close to the current position of the autonomous driving vehicle 1, among the read node data. By connecting, an approximate curve indicated by a broken line up to a predetermined forward distance of the own vehicle, for example, 20 m ahead is calculated and set as a target travel locus. A least square method or the like can be used as a method of connecting the preceding and following node data.

目標操舵角演算部50は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車位置の目標走行軌跡からの横偏差(Ye)に基づいて自車の目標操舵角を演算して出力する。このとき、車線変更指示スイッチ30の情報がオンであるかオフであるかによって、目標操舵角の演算に使用するフィードバック制御ゲインを変更する。これについては、後にさらに説明する。 The target steering angle calculation unit 50 performs target steering of the own vehicle based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral deviation (Ye) of the own vehicle position from the target travel locus. The angle is calculated and output. At this time, the feedback control gain used to calculate the target steering angle is changed depending on whether the information of the lane change instruction switch 30 is ON or OFF. This will be further described later.

目標操舵角演算部50から出力された目標操舵角は、操舵装置4に与えられてハンドル3を自動操舵する。 The target steering angle output from the target steering angle calculation unit 50 is given to the steering device 4 to automatically steer the steering wheel 3.

自車位置方位検出装置10および地図情報記憶装置20からの情報を用いて目標走行軌跡を演算することで、精度の高い目標走行軌跡を得ることができる。 By calculating the target traveling locus using the information from the vehicle position and direction detecting device 10 and the map information storage device 20, it is possible to obtain a highly accurate target traveling locus.

次に、実施の形態1における車両用操舵装置100の動作について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図4のフローチャートの動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。 Next, the operation of the vehicle steering system 100 according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The operation of the flowchart of FIG. 4 is repeatedly executed while the vehicle is traveling.

まず、目標走行軌跡演算部40は、自車位置方位検出装置10から自車位置と自車方位を取得する(ステップS1)。 First, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the vehicle position and the vehicle direction from the vehicle position and direction detection device 10 (step S1).

次に、目標走行軌跡演算部40は、取得した自車位置と自車方位に基づいて地図情報記憶装置20から自車周辺の道路地図情報を取得する(ステップS2)。 Next, the target traveling locus calculation unit 40 acquires road map information around the vehicle from the map information storage device 20 based on the acquired vehicle position and vehicle direction (step S2).

次に、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部50は、車線変更指示スイッチ30のオン、オフの情報を取得する(ステップS3)。 Next, the target traveling locus calculation unit 40 and the target steering angle calculation unit 50 acquire information about whether the lane change instruction switch 30 is on or off (step S3).

次に、目標走行軌跡演算部40は、自車の所定前方距離、例えば前方20mまでの目標走行軌跡を演算する(ステップS4)。ここで、車線変更指示スイッチ30がオフ状態で、車線変更指示がない場合は、図3を用いて説明したように、現在走行車線を維持して走行するように目標走行軌跡を演算する。一方、車線変更指示スイッチ30がオン状態で車線変更指示がある場合は、目標走行軌跡演算部40は、これまでの走行車線から別の車線に変更するように、新たな目標走行軌跡を演算する。図5は、現在走行車線から右隣の車線に車線変更する場合を模式的に示す図である。 Next, the target traveling locus calculation unit 40 calculates a target traveling locus up to a predetermined forward distance of the vehicle, for example, 20 m ahead (step S4). Here, when the lane change instruction switch 30 is in the OFF state and there is no lane change instruction, the target travel locus is calculated so that the vehicle travels while maintaining the current lane as described with reference to FIG. On the other hand, when the lane change instruction switch 30 is on and there is a lane change instruction, the target traveling locus calculation unit 40 calculates a new target traveling locus so as to change from the previous traveling lane to another lane. .. FIG. 5: is a figure which shows typically the case where the lane is changed from the present driving lane to the lane on the right.

この新たな目標走行軌跡は、例えば、道路地図データの複数のノードデータのうち、自動運転車両1の現在位置に近いノードデータを基点として、変更先車線に至るまでの最短ルートを採るように、ノードデータの前後を結ぶことで算出する。この場合、急激な進路変更とならないように、車速およびヨーレート(旋回方向への回転角の変化速度)等を考慮して算出する。なお、車速およびヨーレートは、自動運転車両1に搭載された、図示されない車速センサおよびヨーレートセンサにより検出される。 This new target travel locus is, for example, of a plurality of node data of the road map data, the node data close to the current position of the autonomous driving vehicle 1 is used as a base point, and the shortest route to reach the changed lane is taken, It is calculated by connecting the front and back of node data. In this case, the vehicle speed and the yaw rate (the changing speed of the rotation angle in the turning direction) are taken into consideration in the calculation so that the course is not changed suddenly. The vehicle speed and the yaw rate are detected by a vehicle speed sensor and a yaw rate sensor (not shown) mounted on the autonomous vehicle 1.

また、ステップS4では、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算して出力する。 Further, in step S4, the curvature (R) of the target traveling locus on the reference coordinate system of the own vehicle and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus are calculated and output.

次に、目標操舵角演算部50は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)に基づいて、目標操舵角を演算するが、その前に、目標操舵角演算部50は、車線変更指示があるか否かを判断する(ステップS5)。 Next, the target steering angle calculation unit 50 performs target steering based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target travel locus. Before calculating the corner, the target steering angle calculation unit 50 determines whether or not there is a lane change instruction (step S5).

そして、車線変更指示スイッチ30がオン状態で車線変更指示がある場合、すなわち所定の状況となった場合は、ステップS6において目標操舵角を演算する。一方、車線変更指示スイッチ30がオフ状態で車線変更指示がない場合、すなわち所定の状況ではない場合は、ステップS7において目標操舵角を演算する。目標操舵角の演算には、一般的な以下の数式(1)を用いる。 Then, when the lane change instruction switch 30 is in the ON state and there is a lane change instruction, that is, when a predetermined situation is reached, the target steering angle is calculated in step S6. On the other hand, when the lane change instruction switch 30 is off and there is no lane change instruction, that is, when the predetermined situation is not reached, the target steering angle is calculated in step S7. The following general formula (1) is used to calculate the target steering angle.

目標操舵角=Kff×目標走行軌跡の曲率+Kfb×自車と目標走行軌跡の横位置偏差・・・(1)
ここで、Kffは目標走行軌跡の曲率に乗じるフィードフォワード制御ゲインであり、車種ごとに固定した1つの値である。Kfbは、自車と目標走行軌跡の横位置偏差に乗じるフィードバック制御ゲインである。
Target steering angle=Kff×curvature of target travel locus+Kfb×horizontal position deviation between own vehicle and target travel locus... (1)
Here, Kff is a feedforward control gain by which the curvature of the target travel locus is multiplied, and is one value fixed for each vehicle type. Kfb is a feedback control gain that is multiplied by the lateral position deviation between the own vehicle and the target travel locus.

一般的に、現在値と目標値の偏差にゲインを乗じて操作量を決める制御方式をフィードバック制御と呼び、目標値にゲインを乗じて操作量を決める制御方式をフィードフォワード制御と呼称する。 Generally, a control system that determines a manipulated variable by multiplying a deviation between a current value and a target value by a gain is called feedback control, and a control system that determines a manipulated variable by multiplying a target value by a gain is called a feedforward control.

ここで、本発明に係る実施の形態では、フィードバック制御ゲインに大小2つの値を有していることが特徴であり、本実施の形態1においては、車線変更指示がある場合にはステップS6において大きい値を用いて目標操舵角を演算し、車線変更指示がない場合にはステップS7において小さい値を用いて目標操舵角を演算する。 Here, the embodiment according to the present invention is characterized in that the feedback control gain has two values, a large value and a small value. In the first embodiment, when there is a lane change instruction, in step S6. The target steering angle is calculated using a large value, and if there is no lane change instruction, the target steering angle is calculated using a small value in step S7.

なお、フィードバック制御ゲインの大きい値とは、フィードバック制御ゲインの小さい値の1.5〜2倍の値に設定される。 The large value of the feedback control gain is set to a value which is 1.5 to 2 times the small value of the feedback control gain.

最後に、目標操舵角演算部50で算出された目標操舵角に基づいて、操舵装置4において自動操舵を実施し(ステップS8)、一連の動作を終了する。 Finally, based on the target steering angle calculated by the target steering angle calculation unit 50, automatic steering is performed in the steering device 4 (step S8), and a series of operations ends.

以上説明したように、本実施の形態1の車両用操舵装置100においては、車線変更指示があった場合のみ、目標操舵角の演算においてフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする。この結果、車線変更時の目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くできるので、安全な車線変更が可能となる。また、車線変更時以外ではフィードバック制御ゲインを小さくすることで、車両挙動が安定した走行を行うことができる。 As described above, in the vehicle steering system 100 according to the first embodiment, the feedback control gain in the calculation of the target steering angle is made larger than that in the normal state only when the lane change instruction is issued. As a result, the accuracy of following the target travel locus at the time of changing lanes can be made higher than that at the normal time, so that safe lane changing becomes possible. Further, when the lane is changed, the feedback control gain is reduced to allow the vehicle to travel with stable vehicle behavior.

<実施の形態2>
以上説明した実施の形態1においては、車線変更時に目標走行軌跡のフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくし、目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くする例を示したが、車線幅が狭い道路での走行時にも、目標走行軌跡への追従精度が不足すると、急に車線外との距離が近くなるような事態が発生する可能性がある。本発明に係る実施の形態2の車両用操舵装置101は、このような事態の発生を抑制することができる。
<Second Embodiment>
In the first embodiment described above, an example is shown in which the feedback control gain of the target travel locus is made larger than that in the normal time when the lane is changed, and the accuracy of following the target travel locus is made higher than that in the normal time. Even if the vehicle runs on a narrow road, if the accuracy of following the target travel locus is insufficient, a situation may occur in which the distance from the outside of the lane suddenly becomes shorter. The vehicle steering system 101 according to the second embodiment of the present invention can suppress the occurrence of such a situation.

図6は、車両用操舵装置101の構成を示す機能ブロック図である。図6に示すように車両用操舵装置101は、走行車線幅検出部71、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部51を有している。なお、図6においては、図2を用いて説明した車両用操舵装置100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 6 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 101. As shown in FIG. 6, the vehicle steering system 101 includes a traveling lane width detection unit 71, a target traveling locus calculation unit 40, and a target steering angle calculation unit 51. In FIG. 6, the same components as those of the vehicle steering system 100 described with reference to FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

また、車両用操舵装置101は、図1に示した自動運転車両1に適用可能であり、本実施の形態2では、車両用操舵装置100の代わりに自動運転車両1に搭載されたものとして説明する。なお、図1に示した自動運転車両1における車線変更指示スイッチ30は、本実施の形態2の車両用操舵装置101と併用可能であり、その場合は、車線変更指示スイッチ30からのオン、オフの情報が目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部51に入力される構成とすれば良い。 Further, the vehicle steering system 101 can be applied to the automatic driving vehicle 1 shown in FIG. 1, and in the second embodiment, description will be made assuming that the vehicle steering system 101 is mounted on the automatic driving vehicle 1 instead of the vehicle steering system 100. To do. The lane change instruction switch 30 in the autonomous driving vehicle 1 shown in FIG. 1 can be used together with the vehicle steering system 101 according to the second embodiment. In that case, the lane change instruction switch 30 turns on or off. The information may be input to the target traveling locus calculation unit 40 and the target steering angle calculation unit 51.

走行車線幅検出部71は、自車位置方位検出装置10から取得した自車位置と自車方位と、地図情報記憶装置20から取得した自車周辺の道路地図情報に基づいて、自車位置での道路の走行車線幅を検出し、検出した走行車線幅を目標操舵角演算部51に出力する。 The traveling lane width detection unit 71 determines the vehicle position based on the vehicle position and the vehicle direction acquired from the vehicle position and direction detection device 10, and the road map information around the vehicle acquired from the map information storage device 20. The traveling lane width of the road is detected, and the detected traveling lane width is output to the target steering angle calculation unit 51.

次に、実施の形態2における車両用操舵装置101の動作について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。図7において、ステップS31およびS51以外のステップは、図4に示した実施の形態1と同じであり、重複する説明は省略する。なお、図7のフローチャートの動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。 Next, the operation of the vehicle steering system 101 according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 7, steps other than steps S31 and S51 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 4, and redundant description will be omitted. The operation of the flowchart of FIG. 7 is repeatedly executed while the vehicle is traveling.

ステップS1において、目標走行軌跡演算部40が、自車位置方位検出装置10から自車位置と自車方位を取得すると共に、走行車線幅検出部71も自車位置と自車方位を取得し、ステップS2において、目標走行軌跡演算部40が、地図情報記憶装置20から自車周辺の道路地図情報を取得すると共に、走行車線幅検出部71も自車周辺の道路地図情報を取得する。道路地図情報には車線中央点の緯度および経度で規定される走行車線位置と、走行車線の幅を示すデータがセットで格納されている。走行車線幅検出部71は、緯度および経度で規定される自車位置から最も近い、すなわち緯度および経度が近い走行車線位置を道路地図情報から検索し、検索された走行車線位置とセットで格納されている走行車線幅データを取得し(ステップS31)、目標操舵角演算部51に入力する。 In step S1, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the vehicle position and the vehicle direction from the vehicle position and direction detection device 10, and the traveling lane width detection unit 71 also acquires the vehicle position and the vehicle direction, In step S2, the target traveling locus calculation unit 40 acquires road map information around the vehicle from the map information storage device 20, and the traveling lane width detection unit 71 also acquires road map information around the vehicle. The road map information stores, as a set, the traveling lane position defined by the latitude and longitude of the center point of the lane and the data indicating the width of the traveling lane. The traveling lane width detection unit 71 searches the road map information for a traveling lane position that is the closest to the vehicle position defined by the latitude and longitude, that is, the latitude and longitude are stored, and is stored as a set with the retrieved traveling lane position. The running lane width data is acquired (step S31) and input to the target steering angle calculation unit 51.

ステップS4において目標走行軌跡演算部40が目標走行軌跡を演算し、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算して出力し、目標操舵角演算部51は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)に基づいて、目標操舵角を演算するが、その前に、目標操舵角演算部51は、走行車線幅がしきい値より狭いか否かを判断する(ステップS51)。 In step S4, the target traveling locus calculation unit 40 calculates the target traveling locus, and calculates the curvature (R) of the target traveling locus on the vehicle reference coordinate system and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus. Based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target travel locus, the target steering angle calculation unit 51 outputs The target steering angle is calculated, but before that, the target steering angle calculation unit 51 determines whether or not the traveling lane width is narrower than a threshold value (step S51).

そして、走行車線幅がしきい値より狭い場合、すなわち所定の状況となった場合は、ステップS6において目標操舵角を演算する。一方、走行車線幅がしきい値以上の場合、すなわち所定の状況ではない場合は、ステップS7において目標操舵角を演算する。 Then, when the traveling lane width is narrower than the threshold value, that is, when the predetermined situation is reached, the target steering angle is calculated in step S6. On the other hand, when the traveling lane width is equal to or larger than the threshold value, that is, when the predetermined condition is not satisfied, the target steering angle is calculated in step S7.

ここで、本発明に係る実施の形態では、フィードバック制御ゲインに大小2つの値を有していることが特徴であり、本実施の形態2においては、走行車線幅がしきい値より狭い場合にはステップS6において大きい値を用いて目標操舵角を演算し、走行車線幅がしきい値以上の場合は、ステップS7において小さい値を用いて目標操舵角を演算する。 Here, the embodiment according to the present invention is characterized in that the feedback control gain has two values, a large value and a small value. In the second embodiment, when the traveling lane width is narrower than the threshold value, Calculates the target steering angle using a large value in step S6, and if the traveling lane width is equal to or greater than the threshold value, calculates the target steering angle using a small value in step S7.

以上説明したように、本実施の形態2においては、走行車線幅が狭い場合に、目標操舵角演算においてフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする。この結果、走行車線幅が狭い場合には目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くすることができ、走行車線幅からはみ出さない走行を実現できる。また、走行車線幅が広い場合にはフィードバック制御ゲインを小さくして車両挙動が安定した走行を行うことができる。 As described above, in the second embodiment, when the traveling lane width is narrow, the feedback control gain in the target steering angle calculation is made larger than that in the normal time. As a result, when the traveling lane width is narrow, the accuracy of following the target traveling locus can be made higher than in the normal time, and traveling that does not exceed the traveling lane width can be realized. Further, when the traveling lane width is wide, the feedback control gain can be reduced to perform traveling with stable vehicle behavior.

<変形例1>
実施の形態2の車両用操舵装置101においては、走行車線幅検出部71を有し、走行車線幅検出部71が自車位置での道路の走行車線幅を検出し、検出した走行車線幅を目標操舵角演算部51に出力する構成を示したが、実施の形態2の変形例1として図8に示す車両用操舵装置102においては、走行車線幅検出部71の代わりにトンネル検出部72を有している。
<Modification 1>
The vehicle steering system 101 according to the second embodiment includes the traveling lane width detection unit 71, the traveling lane width detection unit 71 detects the traveling lane width of the road at the vehicle position, and detects the detected traveling lane width. Although the configuration for outputting to the target steering angle calculation unit 51 is shown, in the vehicle steering system 102 shown in FIG. 8 as a first modification of the second embodiment, a tunnel detection unit 72 is used instead of the traveling lane width detection unit 71. Have

図8は、車両用操舵装置102の構成を示す機能ブロック図である。図8に示すように車両用操舵装置102は、トンネル検出部72、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部52を有している。なお、図8においては、図2を用いて説明した車両用操舵装置100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 102. As shown in FIG. 8, the vehicle steering system 102 includes a tunnel detection unit 72, a target travel locus calculation unit 40, and a target steering angle calculation unit 52. Note that, in FIG. 8, the same components as those of the vehicle steering system 100 described with reference to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

また、車両用操舵装置102は、図1に示した自動運転車両1に適用可能であり、本変形例1では、車両用操舵装置100の代わりに自動運転車両1に搭載されたものとして説明する。なお、図1に示した自動運転車両1における車線変更指示スイッチ30は、本変形例1の車両用操舵装置102と併用可能であり、その場合は、車線変更指示スイッチ30からのオン、オフの情報が目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部52に入力される構成とすれば良い。 Further, the vehicle steering system 102 is applicable to the automatic driving vehicle 1 shown in FIG. 1, and in the first modification, it will be described as being mounted on the automatic driving vehicle 1 instead of the vehicle steering system 100. .. The lane change instruction switch 30 in the autonomous driving vehicle 1 shown in FIG. 1 can be used together with the vehicle steering system 102 of the first modification, and in that case, the lane change instruction switch 30 is turned on or off. The information may be input to the target traveling locus calculation unit 40 and the target steering angle calculation unit 52.

トンネル検出部72は、自車位置方位検出装置10から取得した自車位置と自車方位と、地図情報記憶装置20から取得した自車周辺の道路地図情報に基づいて、自車位置がトンネル付近であるか否かを検出し、トンネル検出情報として目標操舵角演算部52に出力する。 The tunnel detection unit 72 determines that the vehicle position is near the tunnel based on the vehicle position and the vehicle direction acquired from the vehicle position and direction detection device 10, and the road map information around the vehicle acquired from the map information storage device 20. Or not, and outputs it to the target steering angle calculation unit 52 as tunnel detection information.

次に、実施の形態2の変形例1における車両用操舵装置102の動作について、図9に示すフローチャートを用いて説明する。図9において、ステップS32およびS52以外のステップは、図4に示した実施の形態1と同じであり、重複する説明は省略する。なお、図9のフローチャートの動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。 Next, the operation of the vehicle steering system 102 according to the first modification of the second embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. In FIG. 9, steps other than steps S32 and S52 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 4, and redundant description will be omitted. The operation of the flowchart of FIG. 9 is repeatedly executed while the vehicle is traveling.

ステップS1において、目標走行軌跡演算部40が、自車位置方位検出装置10から自車位置と自車方位を取得すると共に、トンネル検出部72も自車位置と自車方位を取得し、ステップS2において、目標走行軌跡演算部40が、地図情報記憶装置20から自車周辺の道路地図情報を取得すると共に、トンネル検出部72も自車周辺の道路地図情報を取得する。道路地図情報には車線中央点の緯度および経度で規定される走行車線位置と、トンネル位置を示すデータがセットで格納されている。トンネル検出部72は、緯度および経度で規定される自車位置から最も近い、すなわち緯度および経度が近い走行車線位置を道路地図情報から検索し、検索された走行車線位置とセットで格納されているトンネル位置のデータに基づいて、自車周辺にトンネルが存在するか否かのトンネル検出情報を取得し(ステップS32)、目標操舵角演算部52に入力する。 In step S1, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the vehicle position and the vehicle direction from the vehicle position and direction detection device 10, and the tunnel detection unit 72 also acquires the vehicle position and the vehicle direction. In the above, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the road map information around the own vehicle from the map information storage device 20, and the tunnel detection unit 72 also acquires the road map information around the own vehicle. The road map information stores a set of data indicating the traveling lane position defined by the latitude and longitude of the center point of the lane and the tunnel position. The tunnel detection unit 72 searches the road lane information for a traveling lane position that is closest to the own vehicle position defined by latitude and longitude, that is, the latitude and longitude are close, and is stored as a set with the retrieved traveling lane position. Based on the tunnel position data, tunnel detection information indicating whether or not a tunnel exists around the vehicle is acquired (step S32) and input to the target steering angle calculation unit 52.

ステップS4において目標走行軌跡演算部40が目標走行軌跡を演算し、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算して出力し、目標操舵角演算部52は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)に基づいて、目標操舵角を演算するが、その前に、目標操舵角演算部52は、自車がトンネル付近にいるか否かを判断する(ステップS52)。なお、自車がトンネル付近にいる場合とは、例えば、自車がトンネル内およびトンネルの前後100mに位置する場合を指すものとする。 In step S4, the target traveling locus calculation unit 40 calculates the target traveling locus, and calculates the curvature (R) of the target traveling locus on the vehicle reference coordinate system and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus. The target steering angle calculation unit 52 outputs, based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target travel locus, Before calculating the target steering angle, the target steering angle calculation unit 52 determines whether or not the vehicle is near the tunnel (step S52). It should be noted that the case where the own vehicle is near the tunnel refers to, for example, the case where the own vehicle is located inside the tunnel and 100 m before and after the tunnel.

そして、自車がトンネル付近にいる場合、すなわち所定の状況となった場合は、ステップS6において目標操舵角を演算する。一方、自車がトンネル付近にいない場合、すなわち所定の状況ではない場合は、ステップS7において目標操舵角を演算する。 Then, when the vehicle is near the tunnel, that is, when a predetermined situation occurs, the target steering angle is calculated in step S6. On the other hand, when the vehicle is not near the tunnel, that is, when the vehicle is not in the predetermined situation, the target steering angle is calculated in step S7.

ここで、本発明に係る実施の形態では、フィードバック制御ゲインに大小2つの値を有していることが特徴であり、本変形例1においては、自車がトンネル付近にいる場合にはステップS6において大きい値を用いて目標操舵角を演算し、自車がトンネル付近にいない場合はステップS7において小さい値を用いて目標操舵角を演算する。 Here, the embodiment according to the present invention is characterized in that the feedback control gain has two values, a large value and a small value. In the first modification, when the vehicle is near the tunnel, step S6 is performed. In step S7, the target steering angle is calculated using a large value, and when the vehicle is not near the tunnel, the target steering angle is calculated using a small value in step S7.

以上説明したように、本変形例1においては、自車がトンネル付近にいる場合に、目標操舵角演算においてフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする。この結果、自車がトンネル付近にいる場合には目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くすることができ、トンネル付近では目標走行軌跡に追従した走行を実現できる。また、自車がトンネル付近にいない場合にはフィードバック制御ゲインを小さくして車両挙動が安定した走行を行うことができる。 As described above, in the first modified example, when the host vehicle is near the tunnel, the feedback control gain in the calculation of the target steering angle is made larger than that in the normal time. As a result, when the own vehicle is in the vicinity of the tunnel, the follow-up accuracy of the target traveling locus can be made higher than that in the normal time, and traveling near the tunnel can follow the target traveling locus. Further, when the own vehicle is not near the tunnel, the feedback control gain can be reduced to allow the vehicle to travel stably.

<変形例2>
実施の形態2の車両用操舵装置101においては、走行車線幅検出部71を有し、走行車線幅検出部71が自車位置での道路の走行車線幅を検出し、検出した走行車線幅を目標操舵角演算部51に出力する構成を示したが、実施の形態2の変形例2として図10に示す車両用操舵装置103においては、走行車線幅検出部71の代わりに橋検出部73を有している。
<Modification 2>
The vehicle steering system 101 according to the second embodiment includes the traveling lane width detection unit 71, the traveling lane width detection unit 71 detects the traveling lane width of the road at the vehicle position, and detects the detected traveling lane width. Although the configuration for outputting to the target steering angle calculation unit 51 is shown, in the vehicle steering system 103 shown in FIG. 10 as a second modification of the second embodiment, a bridge detection unit 73 is used instead of the traveling lane width detection unit 71. Have

図10は、車両用操舵装置103の構成を示す機能ブロック図である。図10に示すように車両用操舵装置103は、橋検出部73、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部53を有している。なお、図10においては、図2を用いて説明した車両用操舵装置100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 103. As shown in FIG. 10, the vehicle steering system 103 includes a bridge detection unit 73, a target traveling locus calculation unit 40, and a target steering angle calculation unit 53. 10, the same components as those of the vehicle steering system 100 described with reference to FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

また、車両用操舵装置103は、図1に示した自動運転車両1に適用可能であり、本変形例2では、車両用操舵装置100の代わりに自動運転車両1に搭載されたものとして説明する。なお、図1に示した自動運転車両1における車線変更指示スイッチ30は、本変形例2の車両用操舵装置103と併用可能であり、その場合は、車線変更指示スイッチ30からのオン、オフの情報が目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部53に入力される構成とすれば良い。 Further, the vehicle steering system 103 can be applied to the automatic driving vehicle 1 shown in FIG. 1, and in the second modification, it will be described as being mounted on the automatic driving vehicle 1 instead of the vehicle steering system 100. .. It should be noted that the lane change instruction switch 30 in the autonomous driving vehicle 1 shown in FIG. 1 can be used together with the vehicle steering system 103 of the second modification, and in that case, the lane change instruction switch 30 is turned on or off. The information may be input to the target traveling locus calculation unit 40 and the target steering angle calculation unit 53.

橋検出部73は、自車位置方位検出装置10から取得した自車位置と自車方位と、地図情報記憶装置20から取得した自車周辺の道路地図情報に基づいて、自車位置が橋付近であるか否かを検出し、橋検出情報として目標操舵角演算部52に出力する。 The bridge detection unit 73 determines that the vehicle position is near the bridge based on the vehicle position and the vehicle direction acquired from the vehicle position and direction detection device 10, and the road map information around the vehicle acquired from the map information storage device 20. Is detected and output to the target steering angle calculation unit 52 as bridge detection information.

次に、実施の形態2の変形例2における車両用操舵装置103の動作について、図11に示すフローチャートを用いて説明する。図11において、ステップS32およびS52以外のステップは、図4に示した実施の形態1と同じであり、重複する説明は省略する。なお、図11のフローチャートの動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。 Next, the operation of the vehicle steering system 103 according to the second modification of the second embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. In FIG. 11, steps other than steps S32 and S52 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 4, and redundant description will be omitted. The operation of the flowchart of FIG. 11 is repeatedly executed while the vehicle is traveling.

ステップS1において、目標走行軌跡演算部40が、自車位置方位検出装置10から自車位置と自車方位を取得すると共に、橋検出部73も自車位置と自車方位を取得し、ステップS2において、目標走行軌跡演算部40が、地図情報記憶装置20から自車周辺の道路地図情報を取得すると共に、橋検出部73も自車周辺の道路地図情報を取得する。道路地図情報には車線中央点の緯度および経度で規定される走行車線位置と、橋位置を示すデータがセットで格納されている。橋検出部73は、緯度および経度で規定される自車位置から最も近い、すなわち緯度および経度が近い走行車線位置を道路地図情報から検索し、検索された走行車線位置とセットで格納されている橋位置のデータに基づいて、自車周辺に橋が存在するか否かの橋検出情報を取得し(ステップS33)、目標操舵角演算部53に入力する。 In step S1, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the own vehicle position and the own vehicle direction from the own vehicle position and direction detection device 10, and the bridge detection unit 73 also acquires the own vehicle position and the own vehicle direction. In the above, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the road map information around the own vehicle from the map information storage device 20, and the bridge detection unit 73 also acquires the road map information around the own vehicle. In the road map information, the traveling lane position defined by the latitude and longitude of the center point of the lane and the data indicating the bridge position are stored as a set. The bridge detection unit 73 searches the road map information for a traveling lane position that is closest to the own vehicle position defined by latitude and longitude, that is, the latitude and longitude are close, and is stored as a set with the retrieved traveling lane position. Based on the bridge position data, bridge detection information indicating whether or not a bridge exists around the own vehicle is acquired (step S33) and input to the target steering angle calculation unit 53.

ステップS4において目標走行軌跡演算部40が目標走行軌跡を演算し、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算して出力し、目標操舵角演算部53は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)に基づいて、目標操舵角を演算するが、その前に、目標操舵角演算部53は、自車が橋付近にいるか否かを判断する(ステップS53)。なお、自車が橋付近にいる場合とは、例えば、自車が橋の上および橋の前後100mに位置する場合を指すものとする。 In step S4, the target traveling locus calculation unit 40 calculates the target traveling locus, and calculates the curvature (R) of the target traveling locus on the vehicle reference coordinate system and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus. Based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target travel locus, the target steering angle calculation unit 53 outputs Before calculating the target steering angle, the target steering angle calculation unit 53 determines whether or not the host vehicle is near the bridge (step S53). The case where the vehicle is near the bridge refers to, for example, the case where the vehicle is located on the bridge or 100 m before and after the bridge.

そして、自車が橋付近にいる場合、すなわち所定の状況となった場合は、ステップS6において目標操舵角を演算する。一方、自車が橋付近にいない場合、すなわち所定の状況ではない場合は、ステップS7において目標操舵角を演算する。 Then, when the host vehicle is near the bridge, that is, when a predetermined situation occurs, the target steering angle is calculated in step S6. On the other hand, if the host vehicle is not near the bridge, that is, if it is not in the predetermined situation, the target steering angle is calculated in step S7.

ここで、本発明に係る実施の形態では、フィードバック制御ゲインに大小2つの値を有していることが特徴であり、本変形例2においては、自車が橋付近にいる場合にはステップS6において大きい値を用いて目標操舵角を演算し、自車が橋付近にいない場合はステップS7において小さい値を用いて目標操舵角を演算する。 Here, the embodiment according to the present invention is characterized in that the feedback control gain has two values, a large value and a small value. In the second modification, when the own vehicle is near the bridge, step S6 is performed. In step S7, the target steering angle is calculated using a large value, and when the vehicle is not near the bridge, the target steering angle is calculated using a small value in step S7.

以上説明したように、本変形例2においては、自車が橋付近にいる場合に、目標操舵角演算においてフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする。この結果、自車が橋付近にいる場合には目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くすることができ、橋付近では目標走行軌跡に追従した走行を実現できる。また、自車が橋付近にいない場合にはフィードバック制御ゲインを小さくして車両挙動が安定した走行を行うことができる。 As described above, in the second modification, when the host vehicle is near the bridge, the feedback control gain in the target steering angle calculation is made larger than that in the normal time. As a result, when the host vehicle is near the bridge, the accuracy of following the target travel locus can be made higher than in normal times, and traveling near the bridge can follow the target travel locus. Further, when the host vehicle is not near the bridge, the feedback control gain can be reduced to allow stable vehicle behavior.

<変形例3>
実施の形態2の車両用操舵装置101においては、走行車線幅検出部71を有し、走行車線幅検出部71が自車位置での道路の走行車線幅を検出し、検出した走行車線幅を目標操舵角演算部51に出力する構成を示したが、実施の形態2の変形例3として図12に示す車両用操舵装置104においては、走行車線幅検出部71の代わりに通行料金収受地点検出部74を有している。
<Modification 3>
The vehicle steering system 101 according to the second embodiment includes the traveling lane width detection unit 71, the traveling lane width detection unit 71 detects the traveling lane width of the road at the vehicle position, and detects the detected traveling lane width. Although the configuration for outputting to the target steering angle calculation unit 51 is shown, in the vehicle steering system 104 shown in FIG. 12 as a modified example 3 of the second embodiment, instead of the traveling lane width detection unit 71, toll collection points are detected. It has a section 74.

図12は、車両用操舵装置104の構成を示す機能ブロック図である。図12に示すように車両用操舵装置104は、通行料金収受地点検出部74、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部54を有している。なお、図12においては、図2を用いて説明した車両用操舵装置100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 12 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 104. As shown in FIG. 12, the vehicle steering system 104 includes a toll collection point detection unit 74, a target travel locus calculation unit 40, and a target steering angle calculation unit 54. Note that, in FIG. 12, the same components as those of the vehicle steering system 100 described with reference to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

また、車両用操舵装置104は、図1に示した自動運転車両1に適用可能であり、本変形例3では、車両用操舵装置100の代わりに自動運転車両1に搭載されたものとして説明する。なお、図1に示した自動運転車両1における車線変更指示スイッチ30は、本変形例3の車両用操舵装置104と併用可能であり、その場合は、車線変更指示スイッチ30からのオン、オフの情報が目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部54に入力される構成とすれば良い。 Further, the vehicle steering system 104 is applicable to the self-driving vehicle 1 shown in FIG. 1, and in the third modification, it will be described as being mounted on the self-driving vehicle 1 instead of the vehicle steering system 100. .. The lane change instruction switch 30 in the autonomous vehicle 1 shown in FIG. 1 can be used together with the vehicle steering system 104 of the third modification, and in that case, the lane change instruction switch 30 is turned on or off. The information may be input to the target traveling locus calculation unit 40 and the target steering angle calculation unit 54.

通行料金収受地点検出部74は、自車位置方位検出装置10から取得した自車位置と自車方位と、地図情報記憶装置20から取得した自車周辺の道路地図情報に基づいて、自車位置が通行料金収受地点付近であるか否かを検出し、通行料金収受地点検出情報として目標操舵角演算部54に出力する。 The toll collection point detection unit 74 determines the vehicle position based on the vehicle position and the vehicle direction acquired from the vehicle position and direction detection device 10, and the road map information around the vehicle acquired from the map information storage device 20. Is detected near the toll collection point and is output to the target steering angle calculation unit 54 as toll collection point detection information.

次に、実施の形態2の変形例3における車両用操舵装置104の動作について、図13に示すフローチャートを用いて説明する。図13において、ステップS34およびS54以外のステップは、図4に示した実施の形態1と同じであり、重複する説明は省略する。なお、図13のフローチャートの動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。 Next, the operation of the vehicle steering system 104 according to the modified example 3 of the second embodiment will be described using the flowchart shown in FIG. In FIG. 13, steps other than steps S34 and S54 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 4, and redundant description will be omitted. The operation of the flowchart in FIG. 13 is repeatedly executed while the vehicle is traveling.

ステップS1において、目標走行軌跡演算部40が、自車位置方位検出装置10から自車位置と自車方位を取得すると共に、通行料金収受地点検出部74も自車位置と自車方位を取得し、ステップS2において、目標走行軌跡演算部40が、地図情報記憶装置20から自車周辺の道路地図情報を取得すると共に、通行料金収受地点検出部74も自車周辺の道路地図情報を取得する。道路地図情報には車線中央点の緯度および経度で規定される走行車線位置と、通行料金収受地点位置を示すデータがセットで格納されている。通行料金収受地点検出部74は、緯度および経度で規定される自車位置から最も近い、すなわち緯度および経度が近い走行車線位置を道路地図情報から検索し、検索された走行車線位置とセットで格納されている通行料金収受地点位置のデータに基づいて、自車周辺に通行料金収受地点が存在するか否かの通行料金収受地点検出情報を取得し(ステップS34)、目標操舵角演算部54に入力する。 In step S1, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the own vehicle position and the own vehicle direction from the own vehicle position and direction detection device 10, and the toll collection point detection unit 74 also acquires the own vehicle position and the own vehicle direction. In step S2, the target traveling locus calculation unit 40 acquires the road map information around the own vehicle from the map information storage device 20, and the toll collection point detection unit 74 also acquires the road map information around the own vehicle. The road map information stores a set of data indicating the traveling lane position defined by the latitude and longitude of the center point of the lane and the toll collection point position. The toll collection point detection unit 74 searches the road map information for the traveling lane position that is the closest to the vehicle position defined by the latitude and longitude, that is, the latitude and longitude are stored, and stores it as a set with the retrieved traveling lane position. Based on the data of the toll collection point position that is being provided, the toll collection point detection information indicating whether there is a toll collection point around the own vehicle is acquired (step S34), and the target steering angle calculation unit 54 is obtained. input.

ステップS4において目標走行軌跡演算部40が目標走行軌跡を演算し、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算して出力し、目標操舵角演算部54は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)に基づいて、目標操舵角を演算するが、その前に、目標操舵角演算部54は、自車が通行料金収受地点付近にいるか否かを判断する(ステップS54)。なお、自車が通行料金収受地点付近にいる場合とは、例えば、自車が通行料金収受地点内および通行料金収受地点の前後100mに位置する場合を指すものとする。 In step S4, the target traveling locus calculation unit 40 calculates the target traveling locus, and calculates the curvature (R) of the target traveling locus on the vehicle reference coordinate system and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus. Based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target travel locus, the target steering angle calculation unit 54 outputs Before calculating the target steering angle, the target steering angle calculation unit 54 determines whether or not the vehicle is near the toll collection point (step S54). The case where the own vehicle is near the toll collection point is, for example, the case where the own vehicle is located within the toll collection point and 100 m before and after the toll collection point.

そして、自車が通行料金収受地点付近にいる場合、すなわち所定の状況となった場合は、ステップS6において目標操舵角を演算する。一方、自車が通行料金収受地点付近にいない場合、すなわち所定の状況ではない場合は、ステップS7において目標操舵角を演算する。 Then, when the own vehicle is near the toll collection point, that is, when a predetermined situation occurs, the target steering angle is calculated in step S6. On the other hand, when the own vehicle is not near the toll collection point, that is, when it is not in the predetermined situation, the target steering angle is calculated in step S7.

ここで、本発明に係る実施の形態では、フィードバック制御ゲインに大小2つの値を有していることが特徴であり、本変形例3においては、自車が通行料金収受地点付近にいる場合にはステップS6において大きい値を用いて目標操舵角を演算し、自車が通行料金収受地点付近にいない場合はステップS7において小さい値を用いて目標操舵角を演算する。 Here, the embodiment according to the present invention is characterized in that the feedback control gain has two values, a large value and a small value. In the third modification, when the own vehicle is near the toll collection point, Calculates the target steering angle using a large value in step S6, and calculates the target steering angle using a small value in step S7 if the vehicle is not near the toll collection point.

以上説明したように、本変形例3においては、自車が通行料金収受地点付近にいる場合に、目標操舵角演算においてフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする。この結果、自車が通行料金収受地点付近にいる場合には目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くすることができ、通行料金収受地点付近では目標走行軌跡に追従した走行を実現できる。また、自車が通行料金収受地点付近にいない場合にはフィードバック制御ゲインを小さくして車両挙動が安定した走行を行うことができる。 As described above, in the third modification, when the vehicle is near the toll collection point, the feedback control gain in the calculation of the target steering angle is made larger than that in the normal case. As a result, when the own vehicle is near the toll collection point, the follow-up accuracy to the target travel locus can be made higher than in the normal time, and the traveling near the toll collection locus can be realized. .. Further, when the own vehicle is not near the toll collection point, the feedback control gain can be reduced to allow the vehicle to run with stable behavior.

<実施の形態3>
実施の形態1においては車線変更時、実施の形態2では走行車線幅が狭い場合に目標走行軌跡のフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくし、目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くする例を示したが、自車周辺に他車両または障害物が存在する場合に、目標走行軌跡への追従精度が不足すると、急に他車両または障害物との距離が近くなる事態が発生する可能性がある。本発明に係る実施の形態3の車両用操舵装置105は、このような事態の発生を抑制することができる。
<Third Embodiment>
In the first embodiment, when the lane is changed, and in the second embodiment, when the traveling lane width is narrow, the feedback control gain of the target traveling locus is set to be larger than that in the normal time, and the accuracy of following the target traveling locus is higher than that in the normal time. However, if other vehicles or obstacles exist around the vehicle and the accuracy of following the target travel path is insufficient, a situation may occur in which the distance to other vehicles or obstacles suddenly becomes shorter. there is a possibility. The vehicle steering system 105 according to the third embodiment of the present invention can suppress the occurrence of such a situation.

以下、本発明に係る実施の形態3について、図に基づいて説明する。図14は本発明に係る実施の形態3の車両用操舵装置105を適用可能な車両の一例として、自動走行可能な自動運転車両1Aの全体構成を示すブロック図である。なお、図14においては、図1を用いて説明した自動運転車両1と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 The third embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 14 is a block diagram showing an overall configuration of an autonomous driving vehicle 1A that is capable of automatically traveling, as an example of a vehicle to which the vehicle steering system 105 according to the third embodiment of the present invention can be applied. Note that, in FIG. 14, the same components as those of the autonomous driving vehicle 1 described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

図14に示されるように自動運転車両1Aは、自車の直近を走行する車両、走行車線のすぐ外にある標識および設備などを検出する周辺検出センサ60を備えている。周辺検出センサ60は、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダおよび超音波センサなどであり、これらを単独で、または組み合わせて構成されている。周辺検出センサ60は、自車に並走する他車両の有無および走行車線に沿って存在するガードレール、壁などの障害物の有無を検出し、周辺検出情報として車両用操舵装置105に入力する。なお、図14では周辺検出センサ60は、自動運転車両1Aの左右を検出するように配置されているが、これは一例であり、配置位置、個数はこれに限定されるものではない。 As shown in FIG. 14, the self-driving vehicle 1A includes a vehicle that travels in the immediate vicinity of the host vehicle, a surrounding detection sensor 60 that detects a sign, equipment, and the like located immediately outside the traveling lane. The peripheral detection sensor 60 is, for example, a millimeter wave radar, a laser radar, an ultrasonic sensor, or the like, and these are configured alone or in combination. The surroundings detection sensor 60 detects the presence or absence of other vehicles running in parallel with the own vehicle and the presence or absence of obstacles such as guardrails and walls existing along the traveling lane, and inputs them into the vehicle steering device 105 as surroundings detection information. In FIG. 14, the peripheral detection sensor 60 is arranged so as to detect the left and right of the autonomous driving vehicle 1A, but this is an example, and the arrangement position and the number are not limited to this.

図15は、車両用操舵装置105の構成を示す機能ブロック図である。図15に示すように車両用操舵装置105は、目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部55を有しており、周辺検出センサ60で検出された周辺検出情報は、目標操舵角演算部55に入力される。なお、図15においては、図2を用いて説明した車両用操舵装置100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、自動運転車両1Aには車線変更指示スイッチ30も設けられているが、これは、本実施の形態3の車両用操舵装置105と併用可能であり、その場合は、車線変更指示スイッチ30からのオン、オフの情報が目標走行軌跡演算部40および目標操舵角演算部55に入力される構成とすれば良い。 FIG. 15 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 105. As shown in FIG. 15, the vehicle steering system 105 includes a target traveling locus calculation unit 40 and a target steering angle calculation unit 55, and the surrounding detection information detected by the surrounding detection sensor 60 is the target steering angle calculation unit. 55 is input. In FIG. 15, the same components as those of the vehicle steering system 100 described with reference to FIG. 2 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Further, although the lane change instruction switch 30 is also provided in the autonomous driving vehicle 1A, this can be used together with the vehicle steering system 105 of the third embodiment. In that case, the lane change instruction switch 30 is used. The on/off information may be input to the target traveling locus calculation unit 40 and the target steering angle calculation unit 55.

次に、実施の形態3における車両用操舵装置105の動作について、図16に示すフローチャートを用いて説明する。図16において、ステップS35およびS55以外のステップは、図4に示した実施の形態1と同じであり、重複する説明は省略する。なお、図16のフローチャートの動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。 Next, the operation of the vehicle steering system 105 according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In FIG. 16, steps other than steps S35 and S55 are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 4, and redundant description will be omitted. The operation of the flowchart in FIG. 16 is repeatedly executed while the vehicle is traveling.

ステップS4において目標走行軌跡演算部40が目標走行軌跡を演算し、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算して出力し、目標操舵角演算部55は、目標走行軌跡演算部40から出力される目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)に基づいて、目標操舵角を演算するが、その前に、目標操舵角演算部55は、周辺検出センサ60から周辺検出情報を取得する(ステップS35)。 In step S4, the target traveling locus calculation unit 40 calculates the target traveling locus, and calculates the curvature (R) of the target traveling locus on the vehicle reference coordinate system and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus. Based on the curvature (R) of the target travel locus output from the target travel locus calculation unit 40 and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target travel locus, the target steering angle calculation unit 55 outputs Before calculating the target steering angle, the target steering angle calculation unit 55 acquires the peripheral detection information from the peripheral detection sensor 60 (step S35).

そして、自車周辺に車両および障害物が存在する場合、すなわち所定の状況となった場合は、ステップS6において目標操舵角を演算する。一方、自車周辺に車両および障害物が存在しない場合、すなわち所定の状況ではない場合は、ステップS7において目標操舵角を演算する。 Then, when the vehicle and the obstacle are present around the own vehicle, that is, when the predetermined situation is reached, the target steering angle is calculated in step S6. On the other hand, if there is no vehicle or obstacle around the vehicle, that is, if the vehicle is not in a predetermined situation, the target steering angle is calculated in step S7.

ここで、本発明に係る実施の形態では、フィードバック制御ゲインに大小2つの値を有していることが特徴であり、本実施の形態3においては、自車周辺に車両および障害物が存在する場合にはステップS6において大きい値を用いて目標操舵角を演算し、自車周辺に車両および障害物が存在しない場合はステップS7において小さい値を用いて目標操舵角を演算する。 Here, the embodiment according to the present invention is characterized in that the feedback control gain has two values, a large value and a small value. In the third embodiment, a vehicle and an obstacle exist around the host vehicle. In this case, the target steering angle is calculated using a large value in step S6, and when there is no vehicle or obstacle around the vehicle, the target steering angle is calculated using a small value in step S7.

以上説明したように、本実施の形態3においては、自車周辺に車両および障害物が存在する場合に、目標操舵角演算においてフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする。この結果、自車周辺に車両および障害物が存在する場合には目標走行軌跡への追従精度を通常時よりも高くすることができ、目標走行軌跡に追従した走行を実現できる。また、自車周辺に車両および障害物が存在しない場合にはフィードバック制御ゲインを小さくして車両挙動が安定した走行を行うことができる。 As described above, in the third embodiment, when the vehicle and the obstacle are present around the host vehicle, the feedback control gain in the target steering angle calculation is made larger than that in the normal time. As a result, when the vehicle and obstacles are present around the host vehicle, the accuracy of following the target travel locus can be made higher than in normal times, and travel that follows the target travel locus can be realized. Further, when the vehicle and the obstacle are not present around the own vehicle, the feedback control gain can be reduced to allow the vehicle to travel with stable behavior.

<実施の形態4>
以上説明した本発明に係る実施の形態1〜3においては、自車位置方位検出装置10において人工衛星からの測位用情報を利用して自車の位置および自車方位を検出し、地図情報記憶装置20に記憶された道路地図データと合わせて、走行車線の位置、道路種別、規制速度、走行車線幅、トンネル、橋、通行料金収受地点の位置などを取得する構成を示したが、車両前方を撮影する前方カメラで撮影した画像データを用いて自車と道路の相対位置、相対方位、道路の形状を検出しても良い。
<Embodiment 4>
In the first to third embodiments of the present invention described above, the vehicle position and direction detection device 10 detects the position and the vehicle direction of the vehicle using the positioning information from the artificial satellite, and stores the map information. A configuration is shown in which the position of the traveling lane, the road type, the regulation speed, the traveling lane width, the position of the tunnel, the bridge, the toll collection point, and the like are acquired together with the road map data stored in the device 20. The relative position between the vehicle and the road, the relative azimuth, and the shape of the road may be detected by using the image data taken by the front camera that shoots.

以下、本発明に係る実施の形態4について、図に基づいて説明する。図17は本発明に係る実施の形態4の車両用操舵装置106を適用可能な車両の一例として、自動走行可能な自動運転車両1Bの全体構成を示すブロック図である。なお、図17においては、図1を用いて説明した自動運転車両1と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, a fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a block diagram showing an overall configuration of an automatically driving vehicle 1B capable of automatic traveling as an example of a vehicle to which the vehicle steering system 106 according to the fourth embodiment of the present invention can be applied. In addition, in FIG. 17, the same components as those of the autonomous driving vehicle 1 described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

図17に示されるように自動運転車両1Bは、自車の前方を撮影する前方カメラ70を備えている。前方カメラ70は単眼カメラを用いても良く、ステレオカメラを用いても良い。また、可視光カメラに限定されず、赤外線カメラを用いても良く、環境に合わせてカメラの種類を変更し、また、組み合わせて用いても良い。 As shown in FIG. 17, the self-driving vehicle 1B includes a front camera 70 that photographs the front of the vehicle. The front camera 70 may be a monocular camera or a stereo camera. Further, the camera is not limited to a visible light camera, and an infrared camera may be used, the type of camera may be changed according to the environment, or a combination may be used.

前方カメラ70では、取得した画像データを用いて自車と道路の相対位置、相対方位、道路の形状を検出し、車両用操舵装置106に入力する。例えば、前方カメラ70で前方を撮像して得られる画像データに対して、2値化画像処理およびエッジ検出処理を行い、ハフ変換等により自車の左右の白線を検出することで走行車線幅を取得でき、また、自車に対する左右の白線の相対位置を求めて、自車の現在の横位置、すなわち自車の中心点と左右の白線からの距離を検出し、また、走行車線の曲率を検出することで道路が直線かカーブしているかの道路の形状を取得できる。また、前方の画像データに対してパターンマッチングを行うことで、トンネル、橋、通行料金収受地点を検出することもできる。 The front camera 70 detects the relative position between the host vehicle and the road, the relative azimuth, and the shape of the road using the acquired image data, and inputs them to the vehicle steering system 106. For example, binarized image processing and edge detection processing are performed on image data obtained by capturing the front with the front camera 70, and the left and right white lines of the vehicle are detected by Hough conversion or the like to determine the traveling lane width. It is possible to obtain the relative position of the left and right white lines with respect to the host vehicle, detect the current lateral position of the host vehicle, that is, the distance between the center point of the host vehicle and the left and right white lines, and also determine the curvature of the driving lane. The shape of the road can be acquired by detecting whether the road is straight or curved. Further, by performing pattern matching on the front image data, it is possible to detect tunnels, bridges, and toll collection points.

なお、自動運転車両1Bは、自車位置方位検出装置10および地図情報記憶装置20も備えているが、これらは車両用操舵装置106と併用可能であり、補助的に使用するようにしても良い。 The self-driving vehicle 1B also includes the vehicle position/azimuth detection device 10 and the map information storage device 20, but these can be used together with the vehicle steering device 106 and may be used as an auxiliary. ..

図18は、車両用操舵装置106の構成を示す機能ブロック図である。図16に示すように車両用操舵装置106は、目標走行軌跡演算部41および目標操舵角演算部50を有しており、前方カメラ70で検出した自車と道路の相対位置、相対方位、道路の形状の情報は目標走行軌跡演算部41に入力される。なお、図18においては、図2を用いて説明した車両用操舵装置100と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 18 is a functional block diagram showing the configuration of the vehicle steering system 106. As shown in FIG. 16, the vehicle steering system 106 includes a target traveling locus calculation unit 41 and a target steering angle calculation unit 50, and the relative position between the vehicle and the road detected by the front camera 70, the relative azimuth, and the road. The information of the shape is input to the target travel locus calculation unit 41. In addition, in FIG. 18, the same components as those of the vehicle steering system 100 described with reference to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted.

車両用操舵装置100と相違点は、目標走行軌跡演算部41に前方カメラ70で検出した自車と道路の相対位置、相対方位、道路の形状の情報が入力される点であり、目標走行軌跡演算部41では、これらの情報に基づいて目標走行軌跡を演算し、自車基準座標系上での目標走行軌跡の曲率(R)と、自車と目標走行軌跡の横位置偏差(Ye)を演算する。 The difference from the vehicle steering system 100 is that the target traveling locus calculation unit 41 is input with information on the relative position between the vehicle and the road detected by the front camera 70, the relative direction, and the shape of the road. The computing unit 41 computes the target traveling locus based on these pieces of information, and calculates the curvature (R) of the target traveling locus on the own vehicle reference coordinate system and the lateral position deviation (Ye) between the own vehicle and the target traveling locus. Calculate

また、車両用操舵装置106では車両用操舵装置100と同様に、車線変更指示スイッチ30の情報がオンであるかオフであるかによって、目標操舵角の演算に使用するフィードバック制御ゲインを変更するが、車線変更指示スイッチ30の情報に代えて、走行車線幅が狭い場合に目標走行軌跡のフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする構成としても良いし、トンネル、橋、通行料金収受地点の付近では目標走行軌跡のフィードバック制御ゲインを通常時よりも大きくする構成としても良い。 Further, in the vehicle steering system 106, similarly to the vehicle steering system 100, the feedback control gain used for calculating the target steering angle is changed depending on whether the information of the lane change instruction switch 30 is ON or OFF. Instead of the information of the lane change instruction switch 30, the feedback control gain of the target travel locus may be set to be larger than usual when the traveling lane width is narrow, and in the vicinity of the tunnel, the bridge, or the toll collection point. The feedback control gain of the target travel locus may be set to be larger than that in the normal time.

以上説明したように、前方カメラで撮影した画像データを用いて自車と道路の相対位置、相対方位、道路の形状を検出し、これらの情報を用いて目標走行軌跡を演算することで、より、新しい情報に基づいた目標走行軌跡を得ることができる。 As described above, the relative position between the host vehicle and the road, the relative direction, and the shape of the road are detected using the image data captured by the front camera, and the target traveling locus is calculated using these pieces of information. , It is possible to obtain the target travel locus based on the new information.

<目標操舵角の演算方法の他の例>
以上説明した実施の形態1〜4においては、数式(1)を用いて目標操舵角を演算するものとして説明したが、目標操舵角の演算方法はこれに限定されるものではなく、自車位置の目標走行軌跡からの横偏差に加えて、自車と目標走行軌跡との角度偏差を用いて演算しても良い。
<Other example of calculation method of target steering angle>
In the first to fourth embodiments described above, the target steering angle is calculated by using the mathematical expression (1), but the calculation method of the target steering angle is not limited to this. In addition to the lateral deviation from the target traveling locus, the calculation may be performed using the angular deviation between the own vehicle and the target traveling locus.

図19は、道路地図データと目標走行軌跡との関係を模式的に示す図であり、目標走行軌跡演算部は、目標走行軌跡の曲率(R)と、自車位置の目標走行軌跡からの横偏差(Ye)に加えて、自車と目標走行軌跡との角度偏差(θe)も出力する。そして、以下の数式(2)を用いて目標操舵角を演算する。 FIG. 19 is a diagram schematically showing the relationship between the road map data and the target travel locus, and the target travel locus calculation unit calculates the curvature (R) of the target travel locus and the lateral position of the vehicle position from the target travel locus. In addition to the deviation (Ye), the angular deviation (θe) between the own vehicle and the target travel locus is also output. Then, the target steering angle is calculated using the following mathematical expression (2).

目標操舵角=Kff×目標走行軌跡の曲率+Kfb1×自車と目標走行軌跡の横位置偏差+Kfb2×自車と目標走行軌跡の角度偏差・・・(2)
ここで、Kfb1は、自車と目標走行軌跡の横位置偏差に乗じるフィードバック制御ゲインであり、Kfb2は、自車と目標走行軌跡の角度偏差に乗じるフィードバック制御ゲインである。
Target steering angle=Kff×curvature of target traveling locus+Kfb1×lateral position deviation between own vehicle and target traveling locus+Kfb2×angle deviation between own vehicle and target traveling locus... (2)
Here, Kfb1 is a feedback control gain that multiplies the lateral position deviation between the own vehicle and the target traveling locus, and Kfb2 is a feedback control gain that multiplies the angular deviation between the own vehicle and the target traveling locus.

フィードバッグ制御ゲインKfb1およびフィードバッグ制御ゲインKfb2を、実施の形態1〜4におけるフィードバッグ制御ゲインKfbと同様に、大きくまたは小さくなるように切り替えることで、目標走行軌跡への追従精度をより向上させることができる。なお、フィードバッグ制御ゲインKfb1とKfb2との大小関係は特に限定されず、また、両者の組み合わせも特に限定はない。 By switching the feed-bag control gain Kfb1 and the feed-bag control gain Kfb2 to be larger or smaller, similarly to the feed-bag control gain Kfb in the first to fourth embodiments, the follow-up accuracy to the target travel locus is further improved. be able to. The magnitude relationship between the feedback control gains Kfb1 and Kfb2 is not particularly limited, and the combination of the two is also not particularly limited.

なお、以上説明した実施の形態1〜4に係る車両用操舵装置100〜106の各部はコンピュータを用いて構成することができ、コンピュータがプログラムを実行することで実現される。すなわち、車両用操舵装置100〜106は、例えば図20に示す処理回路110により実現される。処理回路110には、CPU、DSP(Digital Signal Processor)などのプロセッサが適用され、記憶装置に格納されるプログラムを実行することで各部の機能が実現される。 Each unit of the vehicle steering systems 100 to 106 according to the first to fourth embodiments described above can be configured using a computer, and is realized by the computer executing a program. That is, the vehicle steering devices 100 to 106 are realized by the processing circuit 110 shown in FIG. 20, for example. A processor such as a CPU or a DSP (Digital Signal Processor) is applied to the processing circuit 110, and the functions of each unit are realized by executing a program stored in a storage device.

なお、処理回路110には、専用のハードウェアが適用されても良い。処理回路110が専用のハードウェアである場合、処理回路110は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。 Note that dedicated hardware may be applied to the processing circuit 110. When the processing circuit 110 is dedicated hardware, the processing circuit 110 is, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof. To do.

また、図21には、車両用操舵装置100〜106がプロセッサを用いて構成されている場合におけるハードウェア構成を示している。この場合、車両用操舵装置100〜106の各部の機能は、ソフトウェア等(ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア)との組み合わせにより実現される。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリ112に格納される。処理回路110として機能するプロセッサ111は、メモリ112(記憶装置)に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。 Further, FIG. 21 shows a hardware configuration when the vehicle steering devices 100 to 106 are configured using a processor. In this case, the function of each unit of the vehicle steering systems 100 to 106 is realized by a combination with software or the like (software, firmware, or software and firmware). The software and the like are described as programs and stored in the memory 112. The processor 111 that functions as the processing circuit 110 realizes the functions of the respective units by reading and executing the program stored in the memory 112 (storage device).

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that, in the present invention, the respective embodiments can be freely combined, or the respective embodiments can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.

1,1A,1B 車両、50〜55 目標操舵角演算部。 1, 1A, 1B Vehicle, 50-55 Target steering angle calculation unit.

Claims (7)

車両の目標走行軌跡に沿って自動走行させるように操舵制御する車両用操舵装置であって、
前記目標走行軌跡を演算する目標走行軌跡演算部と、
少なくとも前記目標走行軌跡の曲率および前記車両の前記目標走行軌跡からの横偏差に基づいて目標操舵角を演算する演算部を備え、
前記演算部は、
高い走行軌跡追従精度が必要な所定の状況では、前記目標操舵角の演算に使用されるフィードバック制御ゲインを前記所定の状況ではない場合に比べて大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記所定の状況は、
前記車両の車線変更が指示された状況であって、
前記演算部は、車線変更が指示されない状況に比べ、前記フィードバック制御ゲインを大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記目標走行軌跡演算部は、
道路地図データ、衛星測位情報を用いて得られた前記車両の位置および方位に基づいて前記目標走行軌跡を演算する、車両用操舵装置。
A steering device for a vehicle, which performs steering control so that the vehicle automatically travels along a target traveling path of the vehicle,
A target travel locus calculation unit that calculates the target travel locus,
At least a calculation unit that calculates a target steering angle based on a curvature of the target traveling locus and a lateral deviation of the vehicle from the target traveling locus,
The arithmetic unit is
In a predetermined situation where a high traveling locus following accuracy is required, the target steering angle is calculated by increasing the feedback control gain used in the calculation of the target steering angle as compared with the case where the predetermined situation is not satisfied,
The predetermined situation is
In the situation where the lane change of the vehicle is instructed,
The calculation unit calculates the target steering angle by increasing the feedback control gain, as compared with a situation where a lane change is not instructed,
The target travel locus calculation unit,
A vehicle steering device that calculates the target travel locus based on the position and orientation of the vehicle obtained using road map data and satellite positioning information.
車両の目標走行軌跡に沿って自動走行させるように操舵制御する車両用操舵装置であって、
前記目標走行軌跡を演算する目標走行軌跡演算部と、
少なくとも前記目標走行軌跡の曲率および前記車両の前記目標走行軌跡からの横偏差に基づいて目標操舵角を演算する演算部を備え、
前記演算部は、
高い走行軌跡追従精度が必要な所定の状況では、前記目標操舵角の演算に使用されるフィードバック制御ゲインを前記所定の状況ではない場合に比べて大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記所定の状況は、
走行車線幅がしきい値より狭い状況であって、
前記演算部は、前記走行車線幅が前記しきい値以上の状況に比べ、前記フィードバック制御ゲインを大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記目標走行軌跡演算部は、
道路地図データ、衛星測位情報を用いて得られた前記車両の位置および方位に基づいて前記目標走行軌跡を演算する、車両用操舵装置。
A steering device for a vehicle, which performs steering control so that the vehicle automatically travels along a target traveling path of the vehicle,
A target travel locus calculation unit that calculates the target travel locus,
At least a calculation unit that calculates a target steering angle based on a curvature of the target traveling locus and a lateral deviation of the vehicle from the target traveling locus,
The arithmetic unit is
In a predetermined situation where a high traveling locus following accuracy is required, the target steering angle is calculated by increasing the feedback control gain used in the calculation of the target steering angle as compared with the case where the predetermined situation is not satisfied,
The predetermined situation is
When the lane width is narrower than the threshold,
The calculation unit calculates the target steering angle by increasing the feedback control gain as compared to a situation in which the traveling lane width is equal to or more than the threshold value.
The target travel locus calculation unit,
A vehicle steering system that calculates the target travel locus based on the position and azimuth of the vehicle obtained using road map data and satellite positioning information .
車両の目標走行軌跡に沿って自動走行させるように操舵制御する車両用操舵装置であって、
前記目標走行軌跡を演算する目標走行軌跡演算部と、
少なくとも前記目標走行軌跡の曲率および前記車両の前記目標走行軌跡からの横偏差に基づいて目標操舵角を演算する演算部を備え、
前記演算部は、
高い走行軌跡追従精度が必要な所定の状況では、前記目標操舵角の演算に使用されるフィードバック制御ゲインを前記所定の状況ではない場合に比べて大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記所定の状況は、
前記車両が通行料金収受地点の前後および通行料金収受地点内の何れかに位置する状況であって、
前記演算部は、前記車両が前記通行料金収受地点の前後および前記通行料金収受地点内の何れにも位置しない状況に比べ、前記フィードバック制御ゲインを大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記目標走行軌跡演算部は、
道路地図データ、衛星測位情報を用いて得られた前記車両の位置および方位に基づいて前記目標走行軌跡を演算する、車両用操舵装置。
A steering device for a vehicle, which performs steering control so that the vehicle automatically travels along a target traveling path of the vehicle,
A target travel locus calculation unit that calculates the target travel locus,
At least a calculation unit that calculates a target steering angle based on a curvature of the target traveling locus and a lateral deviation of the vehicle from the target traveling locus,
The arithmetic unit is
In a predetermined situation where a high traveling locus following accuracy is required, the target steering angle is calculated by increasing the feedback control gain used in the calculation of the target steering angle as compared with the case where the predetermined situation is not satisfied,
The predetermined situation is
In the situation where the vehicle is located before or after the toll collection point or within the toll collection point,
The calculation unit calculates the target steering angle by increasing the feedback control gain as compared with a situation in which the vehicle is not located before or after the toll collection point or within the toll collection point,
The target travel locus calculation unit,
A vehicle steering system that calculates the target travel locus based on the position and azimuth of the vehicle obtained using road map data and satellite positioning information .
車両の目標走行軌跡に沿って自動走行させるように操舵制御する車両用操舵装置であって、
前記目標走行軌跡を演算する目標走行軌跡演算部と、
少なくとも前記目標走行軌跡の曲率および前記車両の前記目標走行軌跡からの横偏差に基づいて目標操舵角を演算する演算部を備え、
前記演算部は、
高い走行軌跡追従精度が必要な所定の状況では、前記目標操舵角の演算に使用されるフィードバック制御ゲインを前記所定の状況ではない場合に比べて大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記所定の状況は、
前記車両の周辺に他車両および障害物が存在する状況であって、
前記演算部は、前記車両の周辺に前記他車両および前記障害物が存在しない状況に比べ、前記フィードバック制御ゲインを大きくして前記目標操舵角を演算し、
前記目標走行軌跡演算部は、
道路地図データ、衛星測位情報を用いて得られた前記車両の位置および方位に基づいて前記目標走行軌跡を演算する、車両用操舵装置。
A steering device for a vehicle, which performs steering control so that the vehicle automatically travels along a target traveling path of the vehicle,
A target travel locus calculation unit that calculates the target travel locus,
At least a calculation unit that calculates a target steering angle based on a curvature of the target traveling locus and a lateral deviation of the vehicle from the target traveling locus,
The arithmetic unit is
In a predetermined situation where a high traveling locus following accuracy is required, the target steering angle is calculated by increasing the feedback control gain used in the calculation of the target steering angle as compared with the case where the predetermined situation is not satisfied,
The predetermined situation is
In a situation where there are other vehicles and obstacles around the vehicle,
The calculation unit calculates the target steering angle by increasing the feedback control gain as compared to a situation where the other vehicle and the obstacle do not exist around the vehicle.
The target travel locus calculation unit,
A vehicle steering system that calculates the target travel locus based on the position and azimuth of the vehicle obtained using road map data and satellite positioning information .
前記車両の前記車線変更が指示された状況は、
前記車両に設けられた車線変更指示スイッチがオン状態となった場合である、請求項1記載の車両用操舵装置。
The situation where the lane change of the vehicle is instructed is
The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the lane change instruction switch provided on the vehicle is in an ON state.
前記走行車線幅の情報は、
前記道路地図データから取得する、請求項記載の車両用操舵装置。
The information about the traveling lane width is
The vehicle steering system according to claim 2 , which is acquired from the road map data.
前記通行料金収受地点の情報は、
前記道路地図データから取得する、請求項記載の車両用操舵装置。
Information on the toll collection point is
The vehicle steering system according to claim 3 , which is acquired from the road map data.
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