CN111629943A - 驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统基于车辆前方的弯道中的道路曲率或路面的摩擦系数等的行驶环境，求偏离车辆行驶的行驶宽度的风险分布，基于风险分布求与车辆的转向有关的促动器的操作量，将该操作量输出到所述促动器。由此，可以在弯道行驶中，基于加入了本车辆的控制性下降的风险的潜在危险程度进行转向控制。

Description

驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统
技术领域
本发明涉及驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统，详细地说，涉及弯道行驶中的转向控制。
背景技术
在专利文献1中，公开了检测道路形状、障碍物，计算风险最小行驶轨迹的风险最小行驶轨迹生成装置。
该风险最小行驶轨迹生成装置包括：基于障碍物的检测位置和道路形状，设定道路上各地点中的危险程度的装置；基于本车辆的行驶状态估计本车辆的行驶路径的装置；以及计算沿被估计出的所述行驶路径的危险程度的总和为最小的风险最小行驶轨迹的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006－154967号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述专利文献1的风险最小行驶轨迹生成装置中，以本车辆可以可靠地追踪风险最小的路线为前提而生成风险最小行驶轨迹，但弯道行驶中的潜在危险程度不仅取决于本车辆周围的障碍物，还极大地取决于本车辆的行驶环境。
例如，在路面的摩擦系数较小的行驶环境下的弯道行驶、弯道的曲率较大的情况等中，无法追踪目标路线的可能性升高。
因此，在弯道行驶中，不仅评价接触到本车辆周围的障碍物的风险，还加入诸如本车辆的控制性下降的风险来进行风险评价是合适的。
本发明鉴于以往的实际情况而完成，其目的在于，提供在弯道行驶中，可以基于加入了本车辆的控制性下降的风险的潜在危险程度进行转向控制的驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统。
用于解决课题的方案
根据本发明，在其一个方式中，基于由外界识别单元获取的与车辆的前方中的弯道的行驶环境有关的信息，求与所述车辆从行驶的行驶宽度偏离的风险分布有关的信息，基于与所述风险分布有关的信息，求有关与所述车辆的转向有关的促动器的操作量的信息，将与所述促动器的操作量有关的信息输出到所述促动器。
发明效果
根据本发明，在弯道行驶中，能够加入本车辆的控制性下降的风险进行转向控制，可以将本车辆保持为安全的状态。
附图说明
图1是表示驾驶辅助系统的硬件结构的一方式的框图。
图2是驾驶辅助系统的功能框图。
图3是用于说明风险图的基本特性的图。
图4是表示从行驶车速Vc求第1调整增益Gvc的表的线图。
图5是表示从摩擦系数μ求第2调整增益Gμ的表的线图。
图6是表示从第3调整增益Gmax及道路曲率Ks求第4调整增益Gks的表的线图。
图7是表示根据转向过度及转向不足(Understeer)求校正项Uns的过程的流程图。
图8是表示在转向过度倾向时从道路曲率Ks求校正项Uns的表的线图。
图9是表示在转向不足倾向时从道路曲率Ks求校正项Uns的表的线图。
图10是表示与车辆的行驶状态相应的风险图的变迁的一方式的图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的驾驶辅助系统的硬件结构的一方式的框图。
再者，本实施方式的车辆，作为其一方式，是具有同时使用摄像机或GPS(GlobalPositioning System；全球定位系统)和地图信息等读取车辆前方的道路信息的装置、可自主地转向的转向装置、收集车辆的行驶速度的信息、用于估计车辆的行驶状态、行驶路面的摩擦系数μ等的信息的防侧滑装置等的车辆。
车辆1是具有左前轮2、右前轮3、左后轮4、右后轮5的4轮车辆，各车轮2－5包括构成制动系统的轮缸6－9。
各轮缸6－9的液压由以防侧滑装置为代表的轮缸液压控制装置10调整。
发动机11是包括电子控制节气门等而输出扭矩被电子控制的内燃机。
转向装置12是，以包括产生转向辅助力的电机的电动助力转向装置为代表的、具备与转向有关的促动器的可自动转向的转向装置。
外界识别控制组件13是，处理地图信息或摄像机的拍摄信息，将处理结果作为外界信息、换句话说作为与行驶环境有关的信息输出的外部识别单元。
作为驾驶辅助装置的驾驶辅助控制组件14包括微计算机，并且构成为通过车载网络而可与其他控制组件通信，输入由外界识别控制组件13得到的外界信息，具有输出转向操作、发动机输出、制动操作等的指令信号的功能。
再者，可以由多个独立的组件构成驾驶辅助控制组件14。
图2是表示包含驾驶辅助控制组件14的驾驶辅助系统200的结构的一方式的框图。
驾驶辅助控制组件14是，输入由包含外界识别控制组件13的信息获取单元210获取的外界信息、与表示车身速度、路面摩擦系数、车轮的行为稳定性的指标等的行驶条件有关的信息，向转向装置12输出与操作量有关的信息的装置。
而且，驾驶辅助控制组件14包括：具有基于与由信息获取单元210获取的行驶条件有关的信息，求在前方注视点中与车辆偏离行驶宽度的风险的分布有关的信息的功能的偏离风险运算单元300；具有基于与风险分布有关的信息而求与转向装置12的操作量有关的信息的功能的促动器操作量运算单元400，而且还包括具有将与操作量有关的信息输出到转向装置12的功能的促动器操作输出单元500等。
除前述的外界识别控制组件13之外，信息获取单元210还包含：获取与本车辆的车身速度有关的信息的车身速度获取单元212；获取与车辆前方中的行驶环境有关的信息之一即有关本车辆的车轮的接地路面的摩擦系数的信息的作为第2外界识别单元的路面摩擦系数获取单元213；获取与本车辆的行为状态有关的信息之一即有关转向过度的信息的转向过度判断单元214；获取与本车辆的行为状态有关的信息之一即有关转向不足的信息的转向不足判断单元215。
再者，上述车身速度获取单元212、转向过度判断单元214、以及转向不足判断单元215是获取与车辆的行为状态有关的信息的车辆行为检测单元(换句话说，行为传感器)，在与车辆的行为状态有关的信息中，包含车身速度、转向过度、转向不足的信息。
此外，用于防侧滑的横摆力矩运算单元221运算用于使本车辆的行为稳定的横摆力矩。
接着，说明上述偏离风险运算单元300的功能的一方式。
注视点运算单元301基于由外界识别控制组件13获取的外界信息运算前方的注视点，曲率运算单元302基于由外界识别控制组件13获取的外界信息运算注视点运算单元301运算出的前方的注视点中的道路曲率，行驶宽度运算单元303基于由外界识别控制组件13获取的外界信息运算注视点运算单元301运算出的前方的注视点中的行驶宽度。
再者，在本申请中，行驶宽度表示考虑了车道宽度(换句话说，道路边缘)和障碍物等的、车辆可行驶的道路宽度。
此外，第1校正量运算单元304基于车身速度获取单元212获取的行驶速度，运算用于校正后述的风险图的第1校正量，第2校正量运算单元305基于路面摩擦系数获取单元213获取的路面的摩擦系数，运算用于校正风险图的第2校正量。
此外，第3校正量运算单元306基于转向过度判断单元214及转向不足判断单元215中的判断结果，运算用于校正风险图的第3校正量。
而且，第4校正量运算单元307基于由曲率运算单元302运算出的道路曲率、第1校正量运算单元304中基于车身速度运算出的第1校正量、第2校正量运算单元305中基于路面的摩擦系数运算出的第2校正量，运算用于校正风险图的第4校正量。
而且，风险图运算单元308基于行驶宽度运算单元303运算出的前方注视点中的行驶宽度、第4校正量运算单元307加入车身速度、摩擦系数、道路曲率运算出的第4校正量、第3校正量运算单元306加入转向过度状态或转向不足状态运算出的第3校正量，运算在前方注视点中与本车辆从行驶宽度偏离的风险的分布有关的信息即风险图。
即，风险图运算单元308加入含有道路曲率及路面的摩擦系数的行驶环境、加入包括含有车身速度、转向过度及转向不足的车辆行为的行驶条件，求前方注视点中的从行驶宽度偏离的偏离风险的分布。
再者，如图3所示，本申请中的偏离的风险分布是，将行驶宽度内的偏离风险为最小的位置设为基准位置，被分布得使得偏离风险随着从该基准位置向左右方向偏离而更大，风险图运算单元308通过基于行驶环境、车辆行为等的行驶条件，将基准位置变更为左右方向，创建与行驶条件相应的风险图。
接着，说明促动器操作量运算单元400的功能的一方式。
目标行驶位置运算单元401基于外界识别信息运算目标行驶位置，F/B操作量运算单元402基于目标行驶位置运算单元401运算出的目标行驶位置、以及注视点运算单元301运算出的前方注视点，运算被输出到转向装置12的反馈操作量。
此外，F/F操作量运算单元403基于曲率运算单元302运算出的前方注视点中的道路曲率，运算被输出到转向装置12的前馈操作量。
另一方面，第1偏离风险运算单元404基于风险图运算单元308运算出的风险图，运算本车辆从道路左边缘(换句话说，行驶宽度的左边缘)偏离的风险，第2偏离风险运算单元405基于风险图运算单元308运算出的风险图，运算本车辆从道路右边缘(换句话说，行驶宽度的右边缘)偏离的风险。
而且，目标转向量运算单元406基于反馈操作量、前馈操作量、从风险图求得的偏离风险，而且基于用于行为稳定化的横摆力矩，运算转向装置12的目标转向量。
这里，在从风险图求得的偏离风险较高的情况下，目标转向量运算单元406将目标转向量向车道偏离被抑制的方向进行修正，将本车辆保持为安全的状态。
此外，目标制动力矩运算单元407运算用于补偿以基于目标转向量的转向得到的横向力的不足部分的目标制动力矩。
目标转向量运算单元406运算出的目标转向量被输出到转向量控制单元501，转向量控制单元501将与目标转向量相应的与操作量有关的信息输出到转向装置12，控制转向装置12的转向。
此外，目标制动力矩运算单元407运算出的目标制动力矩被输出到液压控制单元502，液压控制单元502根据目标制动力矩控制分别供给轮缸6－9的液压、即对各车轮给予的制动力。
再者，没有将车辆的制动装置限定为液压制动器，例如在由电机直接驱动制动器的电动制动器中，也可进行与目标制动力矩相应的制动控制。
以下，更详细地说明偏离风险运算单元300的功能。
首先，注视点运算单元301基于由外界识别控制组件13获取的道路信息，求表示离开了车辆前方的规定距离的位置的注视点(Xs，Ys)。
接着，曲率运算单元302基于由外界识别控制组件13获取的道路状态，运算注视点(Xs，Ys)中的道路曲率Ks。
再者，在本申请中，假设将左转弯的道路曲率Ks以负值表示，将右转弯的道路曲率Ks以正值表示。
接着，行驶宽度运算单元303基于由外界识别控制组件13获取的道路信息，运算注视点(Xs，Ys)中的行驶宽度RW。
再者，行驶宽度RW是，基于道路边缘(换句话说，障碍物)的检测，被判断为本车辆可行驶的道路宽度。
以下，说明风险图运算单元308中的风险图的基本的创建方法。
在无本车辆的行驶风险的情况下，例如，风险图运算单元308如下那样创建风险图，使得距车辆周围的障碍物(换句话说，道路边缘)的距离足够远的区域为最小风险。
风险图运算单元308根据以下数学式1运算从行驶宽度RW的左边缘至风险为最小的地点即最小风险地点MRP为止的距离Lsl、以及从道路右边缘至最小风险地点MRP为止的距离Lsr。
[数学式1]
Figure BDA0002576735400000061
Lsr＝RW-Lsl
即，按上述数学式1运算的距离Lsl、Lsr为Lsl＝Lsr，在无本车辆的行驶风险的情况下，风险图运算单元308将行驶宽度RW的中央确定为最小风险地点MRP。
接着，风险图运算单元308创建风险分布(参照图3)，使得随着从以距离Lsl、Lsr所确定的最小风险地点MRP接近左右的道路边缘，偏离风险指数函数地增大。
这里，在将距作为基准的道路左边缘的距离以u(0≦u≦RW)表示，将确定使风险指数函数地增大的区域的比例的值设为a(0＜a＜1.0)时，风险图运算单元308对图3所示的4个区域的每一个作为距离u的函数如下那样求归一化的风险图中的风险的值，使得偏离风险的最大值为1.0。
风险图运算单元308根据数学式2的指数函数求0≦u≦a·Lsl的区域、即接近道路左边缘的长度为a·Lsl的区域内的偏离风险。
[数学式2]
Figure BDA0002576735400000071
此外，风险图运算单元308将a·Lsl＜u＜Lsl的区域、即从道路左边缘至最小风险地点MRP为止的区域之中、偏最小风险地点MRP的长度为(1－a)·Lsl的区域中的偏离风险设为零。
同样，风险图运算单元308将Lsl＜u≦Lsl+(1－a)·Lsr的区域、即从最小风险地点MRP至道路右边缘为止的区域之中、偏最小风险地点MRP的长度为(1－a)·Lsr的区域中的偏离风险设为零。
而且，风险图运算单元308根据数学式3的指数函数求至Lsl+(1－a)·Lsr＜u≦RW为止的区域、即靠近道路右边缘的长度为a·Lsr的区域中的偏离风险。
[数学式3]
Figure BDA0002576735400000072
在无本车辆的行驶风险的情况下，风险图运算单元308将距离Lsl、Lsr设定为相同的距离并将最小风险地点MRP确定为行驶宽度RW的中央，所以作为上述距离u的函数求得的偏离风险为图3所示的分布。
即，风险图运算单元308对于从行驶宽度RW的中央(换句话说，最小风险地点MRP)朝向道路左边缘距离为(1－a)·Lsl内的区域、以及从行驶宽度RW的中央朝向道路右边缘距离为(1－a)·Lsr内的区域，换句话说，对于含有最小风险地点MRP的行驶宽度RW中央的部分区域，将偏离风险设定为零。
而且，在从行驶宽度RW的中央朝向道路左边缘距离分开了(1－a)·Lsl以上的区域中，风险图运算单元308使偏离风险越离开中央越指示函数地逐渐增加，在道路左边缘将偏离风险设定为1.0。
同样，在从行驶宽度RW的中央朝向道路右边缘距离分开了(1－a)·Lsr以上的区域中，风险图运算单元308使偏离风险越离开中央越指示函数地逐渐增加，在道路右边缘将偏离风险设定为1.0。
这里，在无行驶风险的情况下，距离Lsl、Lsr被设定为相同的距离，所以如图3所示，风险图为以行驶宽度RW的中央为界左右对称的风险分布。
偏离风险运算单元300具备当本车辆在弯道行驶的情况下，加入本车辆的控制性下降的风险，从图3所示那样的左右对称的风险分布变更为使得道路右边缘或者道路左边缘比另一方的偏离风险升高的功能。
以下，本车辆在弯道行驶时的偏离风险运算单元300进行的风险图的变更处理。
偏离风险运算单元300具有当本车辆在弯道行驶时，基于行驶车速Vc、路面的摩擦系数μ、以及道路曲率Ks变更风险图的功能，以下说明这样的功能。
当车辆在弯道行驶的情况下，道路曲率Ks越大，行驶车速Vc越高，而且路面的摩擦系数μ越低，越无法完全在前方的弯道弯曲而越向弯道的外侧凸出，越容易偏离到弯道的外侧(转弯外侧)，所以偏离风险运算单元300使这样的倾向反映在风险图中。
首先，偏离风险运算单元300基于行驶车速Vc运算第1调整增益Gvc(1≦Gvc＜2)。
第1调整增益Gvc被设定为行驶车速Vc越高就越大的值，例如如图4所示，在行驶车速Vc为第1设定速度Vc1以下的区域中被固定为1.0，行驶车速Vc越高于第1设定速度Vc1，越被设定为逐渐提高的值，在行驶车速Vc为第2设定速度Vc2(Vc2＞Vc1)以上的区域中被固定为最大值Gvcmax(1＜Gvcmax＜2)。
这里，基于行驶车速Vc设定第1调整增益Gvc的功能，相当于图2中的第1校正量运算单元304的功能，第1调整增益Gvc相当于第1校正量。
接着，偏离风险运算单元300基于路面的摩擦系数μ运算第2调整增益Gμ(1≦Gμ＜2)。
第2调整增益Gμ被设定为路面的摩擦系数μ越低、即路面越容易打滑就越大的值，例如如图5所示，在摩擦系数μ为第1设定值μ1以下的区域中被固定为最大值Gμmax(1＜Gμmax＜2)，摩擦系数μ越高于第1设定值μ1，越被设定为逐渐降低的值，在摩擦系数μ为第2设定值μ2(μ2＞μ1)以上的区域中被固定为1.0。
这里，基于路面的摩擦系数μ设定第2调整增益Gμ的功能相当于图2中的第2校正量运算单元305的功能，第2调整增益Gμ相当于第2校正量。
接着，偏离风险运算单元300实施在基于行驶车速Vc求得的第1调整增益Gvc、以及基于路面的摩擦系数μ求得的第2调整增益Gμ之中选择更大的值的选择高处理，将选择出的值设置为第3调整增益Gmax(Gmax＝max(Gvc，Gμ))。
接着，偏离风险运算单元300基于第3调整增益Gmax和道路曲率Ks求第4调整增益Gks。
第4调整增益Gks，例如参照基于第3调整增益Gmax构建的图6所示的图而被设定。
在本实施方式中，左转弯的道路曲率Ks被以负值表示，右转弯的道路曲率Ks被以正值表示。因此，在图6所示的图中，将左转弯和右转弯以道路曲率Ks的正负区分，在曲率Ks为零的直路时第4调整增益Gks被设定为1.0，被设定使得右转弯的道路曲率Ks越大，第4调整增益Gks越大于1.0，左转弯的道路曲率Ks越大，第4调整增益Gks越小于1.0。
而且，在图6所示的图中，道路曲率Ks大于设定曲率Ksth(Ksth＞0)的右转弯时的第4调整增益Gks被设定为与第3调整增益Gmax相同的值，道路曲率Ks小于设定曲率Ksth×－1的左转弯时的第4调整增益Gks被设定为“2－Gmax”。
即，第4调整增益Gks将被“Gmax”和“2－Gmax”夹住的区域设为可变范围，如果道路曲率Ks为零，则被设定为Gks＝1.0，道路曲率Ks越向正侧增加，第4调整增益Gks越靠近第3调整增益Gmax，道路曲率Ks越向负侧减少，第4调整增益Gks越靠近“2－Gmax”。
这里，第3调整增益Gmax是基于行驶车速Vc的第1调整增益Gvc和基于路面的摩擦系数μ的第2调整增益Gμ之中的更大的值。因此，在右转弯时，即使是相同的道路曲率Ks，行驶车速Vc越高，此外，摩擦系数μ越小，第4调整增益Gks越被设定为更大的值，在左转弯时，即使是相同的道路曲率Ks，行驶车速Vc越高，此外，摩擦系数μ越小，第4调整增益Gks越被设定为更小的值。
接着，偏离风险运算单元300使用第4调整增益Gks，根据以下数学式4运算从道路左边缘至最小风险地点MRP为止的距离Lsl和从道路右边缘至最小风险地点MRP为止的距离Lsr。
[数学式4]
Figure BDA0002576735400000101
Lsr＝RW-Lsl
例如，在右转弯时第4调整增益Gks被设定为比1.0大的值的情况下，从道路左边缘至最小风险地点MRP为止的距离Lsl比行驶宽度RW的中央偏右，即，被设定为偏转弯内侧，基于从数学式4求得的距离Lsl、Lsr的风险图被变更，使得转弯外侧的偏离风险比转弯内侧的偏离风险大。
即，右转弯时，道路曲率Ks越大，行驶车速Vc越高，而且路面的摩擦系数μ越低，最小风险地点MRP从行驶宽度RW的中央越偏道路右边缘，即，被设定为偏转弯内侧，风险图被设定，使得转弯外侧的偏离风险比转弯内侧的偏离风险大。
另一方面，在左转弯时第4调整增益Gks被设定为小于1.0的值的情况下，从道路左边缘至最小风险地点MRP为止的距离Lsl比行驶宽度RW的中央偏左，即，被设定为偏转弯内侧，基于从数学式4求得的距离Lsl、Lsr的风险图被设定，使得转弯外侧的偏离风险比转弯内侧的偏离风险大。
即，左转弯时，道路曲率Ks越大，行驶车速Vc越高，而且路面的摩擦系数μ越低，最小风险地点MRP从行驶宽度RW的中央偏道路左边缘，即，被设定为偏转弯内侧，风险图被设定，使得转弯外侧的偏离风险比转弯内侧的偏离风险大。
当车辆在弯道行驶的情况下，道路曲率Ks越大，行驶车速Vc越高，而且路面的摩擦系数μ越低，未得到足够的转弯力而车辆偏离到弯道的外侧(转弯外侧)的可能性升高。
因此，通过道路曲率Ks越大，行驶车速Vc越高，而且路面的摩擦系数μ越低，将最小风险地点MRP从行驶宽度RW的中央向转弯内侧挪动，偏离风险运算单元300将转弯外侧的偏离风险设定得比转弯内侧的偏离风险大。
在直线行驶时，偏离风险运算单元300将行驶宽度RW的中央设为最小风险地点MRP，偏离风险随着靠近左右的车道而增大，而在转弯行驶时，将最小风险地点MRP从行驶宽度RW的中央根据弯道的行驶环境向左右挪动，以挪动后的最小风险地点MRP为基准，将偏离风险在行驶宽度RW的左右增大。
由此，可进行避开了偏离风险较大的路线的自动转向，加入诸如在转弯行驶中本车辆的控制性下降的风险，可以提高本车辆保持安全的状态。
基于上述第1调整增益Gvc及第2调整增益Gμ求第3调整增益Gmax、基于第3调整增益Gmax及道路曲率Ks求第4调整增益Gks的功能相当于图2中的第4校正量运算单元307的功能，第4调整增益Gks相当于第4校正量。
而且，偏离风险运算单元300具有根据本车辆的行为状态，详细地说，根据是否有转向不足的倾向、以及是否有转向过度的倾向而校正基于第4调整增益Gks的距离Lsl、Lsr的功能。
车辆有转向过度的倾向时，是车辆向转弯内侧切入进来的状态，在这样的状态中，车辆有可能向转弯内侧偏离。即，在本车辆有转向过度的倾向的情况下，不能得到足够的转弯力，向路线内侧偏离的可能性变大。
因此，在本车辆有转向过度的倾向时，与没有转向过度的倾向时相比，将转弯外侧的偏离风险较小地修正，将转弯内侧的偏离风险较大地修正，抑制通向转弯内侧的偏离是合理的。
另一方面，在车辆有转向不足的倾向时，为车辆向转弯外侧膨胀的状态，在这样的状态中，有车辆向转弯外侧偏离的可能性。即，在本车辆有转向不足的倾向的情况下，不能得到足够的转弯力而本车辆向路线外侧偏离的可能性变大。
因此，在本车辆有转向不足的倾向时，与没有转向不足的倾向时相比，将转弯内侧的偏离风险较小地修正，将转弯外侧的偏离风险较大地修正，抑制通向转弯外侧的偏离是合理的。
因此，偏离风险运算单元300基于转向不足倾向及转向过度倾向中的风险设定的请求运算风险图的校正项Uns，使用这样的校正项Uns及第4调整增益Gks，根据数学式5运算距离Lsl、Lsr(最小风险地点MRP)。
[数学式5]
Figure BDA0002576735400000121
Lsr＝RW-Lsl
其中，在上述数学式5中，假设满足数学式6所示的关系。
[数学式6]
Figure BDA0002576735400000122
图7的流程图表示偏离风险运算单元300的校正项Uns的运算过程。
再者，运算图7的流程图所示的校正项Uns的功能相当于图2中的第3校正量运算单元306的功能，校正项Uns相当于第3校正量。
偏离风险运算单元300在步骤S801中基于与本车辆的行为状态之一即转向过度有关的输入信息，判断本车辆是否有转向过度的倾向。
而且，在本车辆有转向过度的倾向的情况下，偏离风险运算单元300进至步骤S802，参照例如图8所示的图(map)来求用于根据转向过度倾向修正风险图的校正项Uns。
图8的校正项Uns的图表示为转向过度倾向时的道路曲率Ks和校正项Uns之间的相关，在道路曲率Ks的绝对值为设定值Ksth2以下的区域，即，在为大致直路的情况下校正项Uns被设定为零，右转弯中的校正项Uns被设定为道路曲率Ks越大绝对值越大的负值，左转弯中的校正项Uns被设定为道路曲率Ks越大绝对值越大的正值，道路曲率Ks的绝对值在设定值Ksth3以上时校正项Uns的绝对值保持固定值Unsmax、－Unsmax。
例如，若左转弯时为转向过度的倾向，则校正项Uns被设定为比零大的正值的结果是，距离Lsl比没有转向过度的倾向时被校正得长，最小风险地点MRP被修正得更靠转弯外侧。
而且，在基于这样的最小风险地点MRP的风险图中，与没有转向过度的倾向时相比，转弯外侧的偏离风险被较小地修正，转弯内侧的偏离风险被较大地修正，抑制向转弯内侧的偏离。
另一方面，在步骤S801中，偏离风险运算单元300若判断为本车辆没有转向过度的倾向，则进至步骤S803，基于与本车辆的行为状态之一即转向不足有关的输入信息，判断本车辆是否有转向不足的倾向。
而且，在本车辆有转向不足的倾向的情况下，偏离风险运算单元300进至步骤S804，例如参照图9所示的图求用于根据转向不足倾向修正风险图的校正项Uns。
图9的校正项Uns的图表示为转向不足倾向时的道路曲率Ks和校正项Uns之间的相关，在道路曲率Ks的绝对值为设定值以下的区域、即在为大致直路的情况下校正项Uns被设定为零，右转弯中的校正项Uns被设定为道路曲率Ks越大绝对值越大的正值，左转弯中的校正项Uns被设定为道路曲率Ks越大绝对值越大的负值。
例如，若在左转弯时为转向不足状态，则校正项Uns被设定为小于零的负值的结果，距离Lsl被校正得比没有转向不足倾向时短，最小风险地点MRP被修正得更靠转弯内侧。
而且，在基于这样的最小风险地点MRP的风险图中，与没有转向不足的倾向时相比，转弯外侧的偏离风险被修正得大，转弯内侧的偏离风险被修正得小，抑制向转弯外侧的偏离。
此外，偏离风险运算单元300若在步骤S803中判断为本车辆没有转向不足的倾向，则进至步骤S805，将校正项Uns设定为零。
即，在本车辆没有转向过度的倾向，也没有转向不足的倾向的情况下，不需要基于车辆的行为状态的风险图的变更，所以偏离风险运算单元300将校正项Uns设定为零。
如以上那样，偏离风险运算单元300根据道路曲率Ks、行驶车速Vc，而且根据路面的摩擦系数μ运算第4调整增益Gks，而且根据转向不足、转向过度等本车辆的行为状态运算校正项Uns，使用运算出的第4调整增益Gks及校正项Uns，根据上述数学式5运算距离Lsl、Lsr。
而且，偏离风险运算单元300设定在0≦u≦a·Lsl的区域中随着靠近行驶宽度RW的左边缘而使偏离风险指数函数地增加，在Lsl+(1－a)·Lsr＜u≦RW的区域中，随着靠近行驶宽度RW的右边缘而使偏离风险指数函数地增加的风险分布，创建风险图。
使用上述第4调整增益Gks及校正项Uns运算距离Lsl、Lsr，基于运算出的距离Lsl、Lsr创建风险图的功能相当于图2中的风险图运算单元308的功能。
图10表示与车辆的行驶状态相应的风险图的变迁的一方式。
当本车辆在第1位置行驶的情况下，由于是直路，所以行驶宽度RW的中央被设定为最小风险地点MRP，被设定左右对称的风险图。
此外，当本车辆在第2位置行驶的情况下，为直路但在前方右侧有障碍物，所以避开了这样的障碍物的行驶宽度RW的中央被设定为最小风险地点MRP，被设定左右对称的风险图。
此外，当本车辆在第3位置行驶的情况下，由于位于车道宽度的右侧的障碍物没有了，所以行驶宽度RW(换句话说，车道宽度)的中央再次被设定为最小风险地点MRP，被设定左右对称的风险图。
此外，当本车辆在第4位置行驶的情况下，最小风险地点MRP根据前方的左弯道的曲率Ks从行驶宽度RW的中央被变更为转弯内侧，转弯内侧的偏离风险被变更得比转弯外侧小。
而且，当本车辆在第5位置行驶的情况下，由于本车辆有转向不足的倾向，所以根据左弯道的曲率Ks而被变更的最小风险地点MRP更被向转弯内侧变更，转弯内侧的偏离风险被变更得比转弯外侧更小。
接着，说明基于被上述那样设定的风险图进行转向控制的促动器操作量运算单元400的功能的一方式。
促动器操作量运算单元400的第1偏离风险运算单元404及第2偏离风险运算单元405求从前方的注视点(Xs，Ys)至道路左边缘为止的距离hs，在风险图函数的输入变量u中代入距离hs，进行当前车辆的行驶状态中的路线偏离风险运算。
第1偏离风险运算单元404运算车辆偏离道路左边缘的偏离风险即左道路边缘偏离风险CORL作为路线偏离风险，第2偏离风险运算单元405运算车辆偏离道路右边缘的偏离风险即右道路边缘偏离风险CORR作为路线偏离风险。
这里，在距离hs满足0≦hs≦a·Lsl时，第1偏离风险运算单元404及第2偏离风险运算单元405根据数学式7分别运算左道路边缘偏离风险CORL及右道路边缘偏离风险CORR。
[数学式7]
Figure BDA0002576735400000151
CORR＝＝0
此外，在距离hs满足Lsl+(1－a)·Lsr＜hs≦RW时，第1偏离风险运算单元404及第2偏离风险运算单元405根据数学式8分别运算左道路边缘偏离风险CORL及右道路边缘偏离风险CORR。
[数学式8]
CORL＝0
Figure BDA0002576735400000152
此外，在距离hs满足a·Lsl＜hs＜Lsl时，以及距离hs满足Lsl＜hs≦Lsl+(1－a)·Lsr时，第1偏离风险运算单元404及第2偏离风险运算单元405将左道路边缘偏离风险CORL及右道路边缘偏离风险CORR都设为零。
接着，F/F操作量运算单元403使用前方的注视点(Xs，Ys)中的道路曲率Ks和行驶车速Vc，根据数学式9运算为了本车辆在前方的弯道行驶而需要的转弯力FYFF，作为前馈操作量。
再者，在数学式9中，m表示本车辆的质量。
[数学式9]
FYFF＝m·Ks·Vc2
接着，F/B操作量运算单元402从外界识别信息求目标行驶点(Xp，Yp)，基于该目标行驶点(Xp，Yp)和前方的注视点(Xs，Ys)之间的距离GFB，例如数学式10所示，使用基于偏差的PID控制等，运算反馈操作量FYFB。
[数学式10]
FYFB＝PID(GFB)
接着，目标转向量运算单元406将前馈操作量FYFF和反馈操作量FYFB之和FYV作为本车辆在前方的弯道稳定地行驶所需要的横向力运算。
此外，目标转向量运算单元406根据数学式11所示的传递函数运算向车辆给予横向力FYV时产生的横摆力矩ML。
再者，m为车辆质量，Vc为行驶车速，Kf为前轮的侧抗刚度(CorneringPower)，Kr为后轮的侧抗刚度，lf为重心点和前轴之间的距离，lr为重心点和后轴之间的距离，l为轴距(Wheelbase)，Iz为车辆惯性，A为稳定性因子，S为拉普拉斯算子。
[数学式11]
Figure BDA0002576735400000161
其中，Gr(0)、Gβ(0)、Tr、Tβ被如数学式12那样定义。
[数学式12]
Figure BDA0002576735400000162
Figure BDA0002576735400000163
Figure BDA0002576735400000164
Figure BDA0002576735400000165
此外，在被横摆力矩运算单元221提供了车辆行为稳定化横摆力矩Mst时，可按以下数学式13描述使本车辆稳定车辆行为，并且在前方的路线适当地行驶的运动。
其中，在数学式13中，FYf是两前轮的横向力合力，FYr是两后轮的横向力合力。
[数学式13]
FYV＝FYf+FYr
ML+Mst＝lf·FYf-lr·FYr
若整理上述数学式13，则可得到下述数学式14。
[数学式14]
Figure BDA0002576735400000171
Figure BDA0002576735400000172
因此，目标转向量运算单元406基于根据数学式14运算出的前轮横向力FYf，根据数学式15运算转向角度δ。
其中，β为侧滑角度，γ为偏航率。
[数学式15]
Figure BDA0002576735400000173
以上是基本的转向角度δ的运算过程，以下，说明加入了来自车道的偏离风险的转向角度δ的运算处理。
例如，在右弯道行驶时，假定向转弯内侧即右侧的偏离风险较高的情况。在右弯道行驶的情况下，前馈F/F操作量FYFF请求使本车辆向右侧移动的力，而反馈操作量FYFB因向右侧的偏离风险较高而请求使本车辆向左侧移动的力。
这里，还取决于前馈操作量FYFF和反馈操作量FYFB的平衡，但在有向右侧的偏离风险的情况下，有前馈操作量FYFF引起的右移动请求值产生不利影响而偏离车道的顾虑。
因此，如以下那样，目标转向量运算单元406根据偏离风险CORL、CORR修正前馈操作量FYFF、以及反馈操作量FYFB。
首先，目标转向量运算单元406基于道路曲率Ks的正负判别是左转弯还是右转弯，将前馈操作量FYFF基于偏离风险CORL、CORR如下那样修正。
·Ks＜0时(左转弯时)
FY*FF＝m·Ks·Vc2·(1－CORL)
·Ks＞0时(右转弯时)
FY*FF＝m·Ks·Vc2·(1－CORR)
即，例如在右弯道行驶时，向转弯内侧即右侧的偏离风险越高，目标转向量运算单元406将前馈F/F操作量FYFF校正得越小，越减小使本车辆向转弯内侧即右侧移动的横向力。由此，可以抑制车辆偏离到转弯内侧。
此外，目标转向量运算单元406基于目标行驶点(Xp，Yp)和前方的注视点(Xs，Ys)之间的距离GFB的正负，判别本车辆在目标行驶点的右侧行驶还是在左侧行驶，将反馈操作量FYFB基于偏离风险CORL、CORR如下述那样修正。
·GFB＜0时(在目标行驶点的右侧行驶中)
FY*FB＝PID(GFB)·(1－CORL)
·GFB＞0时(在目标行驶点的左侧行驶中)
FY*FB＝PID(GFB)·(1－CORR)
即，例如当车辆处于在目标行驶点的右侧行驶中，在反馈操作量FYFB请求使本车辆向左侧移动的力的情况下，左道路边缘偏离风险CORL越高，目标转向量运算单元406越减少使车辆向目标行驶点移动的横向力。由此，可以抑制因反馈操作量FYFB产生的横向力而使车辆偏离车道。
此外，目标转向量运算单元406根据偏离风险CORL、CORR校正由横摆力矩运算单元221运算出的车辆行为稳定化横摆力矩Mst，用于转向角度δ的运算。
例如，在向右侧的车道偏离风险较高的情况下，假定车辆有向左旋转的倾向，为了稳定而被请求右转弯促进力矩的情况。
这种情况下，若如上述那样决定转向角度δ，则产生右转向、即反转向，有助长从车道偏离的顾虑。
因此，如以下那样，目标转向量运算单元406根据偏离风险CORL、CORR校正车辆行为稳定化横摆力矩Mst。
·Mst＜0时(促进左转弯)
M*st＝Mst·(1－CORL)
·Mst＞0时(促进右转弯)
M*st＝Mst·(1－CORR)
即，例如在被请求促进右转弯的车辆行为稳定化横摆力矩Mst时，若从右道路边缘偏离的风险较高，则将车辆行为稳定化横摆力矩Mst校正得更小而抑制右转弯的促进，抑制偏离右道路边缘。
而且，目标转向量运算单元406基于校正后的车辆行为稳定化横摆力矩M*st运算转向角度δ。
如上述，目标转向量运算单元406使用根据偏离风险CORL、CORR校正的前馈操作量FY*FF、反馈操作量FY*FB、以及车辆行为稳定化横摆力矩M*st运算转向角度δ。
如果是这样的结构，则在偏离风险较高的情况下，本车辆离开偏离风险较高侧的路线道路边缘的转向被优先。而且，若本车辆离开道路边缘，则车辆稳定化请求值被像通常那样适当地处理，其中间也可以无缝地连接。
例如，在使车辆以规定的速度以上从具有第1行驶宽度的直行道路进入到具有与该直行道路相同的行驶宽度即第2行驶宽度的转弯道路的情况下，从直行路中的左右对称的风险图、例如从图10的第3位置中的风险图，被变更为考虑到向转弯外侧的偏离风险而最小风险地点MRP被偏转弯内侧修正的风险图、例如图10的第4位置或第5位置中的风险图，以使本车辆离开偏离风险较高的转弯外侧的路线道路边缘而被转向。
即，即使直行道路的行驶宽度和接续该直行路的转弯道路的行驶宽度相同，通过被分别创建最小风险地点MRP不同的风险图，其结果，在直行道路和转弯道路中，使得在行驶宽度RW内本车辆行驶的左右方向的位置不同。
因此，加入诸如在转弯道路中本车辆的控制性下降的风险，可以提高本车辆保持安全的状态。
只要不发生矛盾，上述实施方式中说明的各技术性的思想就可以适当组合使用。
此外，参照优选的实施方式具体地说明了本发明的内容，但基于本发明的基本的技术思想及教示，只要是本领域技术人员，当然可采用各种变形方式。
上述实施方式的驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统基于道路曲率、车身速度、路面摩擦系数、以及转向过度/转向不足变更风险图，但没有被限定于这样的结构，例如，可以仅基于道路曲率变更风险图，或基于车身速度、路面摩擦系数、转向特性(转向过度/转向不足)的至少一个和道路曲率变更风险图。
此外，在上述实施方式中，风险图通过距离Lsl、Lsr、即最小风险地点MRP的变更而变更，但并不是将风险图的创建方法和变更方法限定于上述实施方式，当然可采用各种变形方式。
此外，驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助系统可以根据道路的左右方向的倾斜角度等变更风险图。例如，即使是相同的道路曲率的弯道，在转弯内侧具有比转弯外侧低的倾斜的弯道中，相比左右方向上为平的弯道，即使将转弯外侧的风险校正得更小，也可使本车辆保持安全的状态。
标号说明
1…车辆、12…转向装置、13…外界识别控制组件(外界识别单元)、14…驾驶辅助控制组件(驾驶辅助装置)、200…驾驶辅助系统、212…车身速度获取单元、213…路面摩擦系数获取单元、214…转向过度判断单元、215…转向不足判断单元、300…偏离风险运算单元、400…促动器操作量运算单元、500…促动器操作输出单元

Claims (10)

1.一种驾驶辅助装置，其特征在于，
基于由外界识别单元获取的与车辆的前方中的弯道的行驶环境有关的信息，求与所述车辆从行驶的行驶宽度偏离的风险分布有关的信息，
基于与所述风险分布有关的信息，求有关与所述车辆的转向有关的促动器的操作量的信息，
将与所述促动器的操作量有关的信息输出到所述促动器。
2.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
变更所述偏离的风险分布，使得随着与所述弯道的行驶环境有关的信息之一即所述弯道的道路曲率变大，所述行驶宽度的转弯外侧的风险比转弯内侧大。
3.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
变更所述偏离的风险分布，使得在由车辆行为检测单元获取的与所述车辆的行为状态有关的信息之一即与转向不足有关的信息被设为转向不足的倾向的情况下，所述行驶宽度的转弯外侧的风险更大。
4.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
变更所述偏离的风险分布，使得随着由车辆行为检测单元获取的与所述车辆的行为状态有关的信息之一即所述车辆的速度变大，所述行驶宽度的转弯外侧的风险更大。
5.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
变更所述偏离的风险分布，使得随着与所述弯道的行驶环境有关的信息之一即所述车辆的车轮的接地路面的摩擦系数变低，所述行驶宽度的转弯外侧的风险更大。
6.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
在由车辆行为检测单元获取的与所述车辆的行为状态有关的信息之一即与转向过度有关的信息被设为转向过度的倾向的情况下，变更所述偏离的风险分布，使得所述行驶宽度的转弯内侧的风险更大。
7.如权利要求1所述的驾驶辅助装置，其特征在于，
所述偏离的风险分布是，以风险最小的位置为基准，被分布得使得风险向所述行驶宽度的左右变大，基于所述弯道的行驶环境变更所述风险为最小的位置。
8.一种驾驶辅助装置，其特征在于，
在使车辆以规定的速度以上从具有第1行驶宽度的直行道路进入了具有与所述第1行驶宽度相同的行驶宽度即第2行驶宽度的转弯道路的情况下，
基于与被输入的有关所述第1行驶宽度中的所述车辆的偏离的风险分布的信息不同的有关所述第2行驶宽度中的所述车辆的偏离的风险分布的信息，将有关与所述车辆的转向有关的促动器的操作量的信息输出到所述促动器。
9.一种驾驶辅助方法，其特征在于，
基于由外界识别单元获取的与车辆的前方中的弯道的行驶环境有关的信息，求与所述车辆从行驶的行驶宽度偏离的风险分布有关的信息，
基于与所述风险分布有关的信息，求有关与所述车辆的转向有关的促动器的操作量的信息，
将与所述促动器的操作量有关的信息输出到所述促动器。
10.一种驾驶辅助系统，其特征在于，包括：
外界识别单元，获取与车辆的前方中的弯道的行驶环境有关的信息；
偏离风险运算单元，基于由所述外界识别单元获取的与所述弯道的行驶环境有关的信息，求与所述车辆从行驶的行驶宽度偏离的风险分布有关的信息；
促动器操作量运算单元，基于与由所述偏离风险运算单元求得的所述偏离的风险分布有关的信息，求有关与所述车辆的转向有关的促动器的操作量的信息；以及
促动器操作输出单元，将由所述促动器操作量运算单元求得的与所述促动器的操作量有关的信息输出到所述促动器。
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