CN112937585B - 车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆控制系统,包括:行驶控制单元,其配置成切换车辆的驾驶模式;行驶状态检测单元,其配置成检测所述车辆的行驶状态;生成单元,其配置成生成至少一条转弯线;外部环境辨识装置,其配置成检测所述车辆的外部环境的状态;设定单元,其配置成设定所述车辆在其行驶方向上的前方的行驶区域;以及确定单元,其配置成确定所述转弯线是否位于所述行驶区域中。在选择手动驾驶模式时所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,所述行驶控制单元将所述车辆的驾驶模式从所述手动驾驶模式切换到自主驾驶模式。

Description

车辆控制系统
技术领域
本发明涉及一种车辆控制系统。
背景技术
本领域已知的车辆控制系统在手动驾驶模式和自主驾驶模式之间切换车辆的驾驶模式(例如,JP2018-62321A)。在手动驾驶模式中,车辆响应于乘员对操作元件(例如,方向盘)的驱动操作而行驶。另一方面,在自主驾驶模式下,车辆在没有乘员对操作元件的驱动操作的情况下自主行驶。
有时,当车辆响应于乘员对操作元件的驱动操作行驶时,变得难以使车辆在规定区域中行驶。在这种情况下,需要在适当时刻将车辆的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式。
发明内容
鉴于现有技术这样的问题,本发明的一个主要目的是提供一种车辆控制系统,该系统能够在适当时刻将车辆的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式。
为了实现这样的目的,本发明的一个实施方式提供了一种车辆控制系统1,所述车辆控制系统包括:行驶控制单元12,所述行驶控制单元配置成在自主驾驶模式和手动驾驶模式之间切换车辆2的驾驶模式;行驶状态检测单元45,所述行驶状态检测单元配置成检测所述车辆的行驶状态;生成单元71,所述生成单元配置成基于来自所述行驶状态检测单元的信号生成至少一条转弯线XR、XL,所述转弯线指示所述车辆的预期转弯轨迹;外部环境辨识装置46,所述外部环境辨识装置配置成检测所述车辆的外部环境的状态;设定单元72,所述设定单元配置成基于来自所述外部环境辨识装置的信号设定所述车辆在其行驶方向上的前方的行驶区域,所述行驶区域是所述车辆应当行驶的区域;以及确定单元73,所述确定单元配置成确定所述转弯线是否位于所述行驶区域中,其中,在选择所述手动驾驶模式时所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,所述行驶控制单元将所述车辆的驾驶模式从所述手动驾驶模式切换到所述自主驾驶模式。
根据该布置,能够在适当时刻将车辆的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式。
在以上布置中,优选地,所述生成单元配置成分别生成右转弯线和左转弯线,所述右转弯线为向右的转弯线,所述左转弯线为向左的转弯线,并且所述确定单元在所述车辆接近所述行驶区域的左边缘YL的情况下,确定所述右转弯线是否位于所述行驶区域中,并且在所述车辆接近所述行驶区域的右边缘YR的情况下,确定所述左转弯线是否位于所述行驶区域中。
根据这种布置,能够根据估计车辆将偏离行驶区域的方向适当地确定转弯线是否位于行驶区域中,从而防止驾驶模式从手动驾驶模式过分地切换到自主驾驶模式。此外,与确定单元确定两条转弯线是否都位于行驶区域Y中的情况相比,确定单元通过只确定转弯线中的一者是否位于行驶区域Y中而能够减轻确定处理负担。
在以上布置中,优选地,在所述车辆接近所述行驶区域的左边缘的情况下,所述确定单元将所述右转弯线与所述行驶区域的左边缘进行比较,从而确定所述右转弯线是否位于所述行驶区域中,并且在所述车辆接近所述行驶区域的右边缘的情况下,所述确定单元将所述左转弯线与所述行驶区域的右边缘进行比较,从而确定所述左转弯线是否位于所述行驶区域中。
根据该布置,能够更适当地确定转弯线是否位于行驶区域中,从而更可靠地防止驾驶模式从手动驾驶模式过分地切换到自主驾驶模式。
在以上布置中,优选地,所述车辆控制系统还包括转弯状态检测单元45E,所述转弯状态检测单元配置成检测所述车辆的转弯状态,其中,所述生成单元配置成基于来自所述转弯状态检测单元的信号来校正所述转弯线。
根据该布置,能够根据车辆的转弯状态生成适当的转弯线。
在以上布置中,优选地,所述外部环境辨识装置包括障碍物检测单元48,所述障碍物检测单元配置成检测所述车辆周围存在的障碍物Q,并且所述设定单元配置成设定所述行驶区域,使得所述行驶区域避开所述障碍物。
根据该布置,能够考虑障碍物而设定适当的行驶区域。
在以上布置中,优选地,所述车辆控制系统还包括:操作元件10,所述操作元件配置成接收转动操作;转向装置4,所述转向装置配置成响应于对所述操作元件的转动操作而转动车轮;以及反作用力施加装置43,所述反作用力施加装置配置成在所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,增加对所述操作元件的转动操作的反作用力。
根据该布置,能够使乘员意识到,难以响应于对操作元件的转动操作而转动车轮。
根据以上布置,优选地,所述车辆控制系统还包括:操作元件,所述操作元件配置成接收转动操作;以及转向装置,所述转向装置配置成响应于对所述操作元件的转动操作而转动车轮,其中,在所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,即使所述操作元件接收到所述转动操作,所述行驶控制单元也不向所述转向装置传送对应于所述转动操作的控制信号。
根据这种布置,通过使用简单的构造,能够防止车轮响应于对操作元件的转动操作而转动。
在以上布置中,优选地,所述操作元件配置成在所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下发出警告。
根据该布置,能够防止即使难以响应于对操作元件的转动操作而转动车轮乘员还继续对操作元件进行转动操作。
在以上布置中,优选地,所述行驶状态检测单元包括配置成检测所述车辆的车辆速度的车辆速度传感器45A,并且所述生成单元配置成随着所述车辆的车辆速度增大而减小所述转弯线的弯曲程度。
根据这种布置,能够根据车辆的车辆速度生成合适的转弯线。
在以上布置中,优选地,所述生成单元配置成生成所述转弯线,使得所述转弯线的曲率朝所述车辆的行驶方向上的前方增大。
根据这种布置,能够在驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式后,根据车轮的转弯角和车辆的车辆速度的预期变化,生成合适的转弯线。
在以上布置中,优选地,在选择所述自主驾驶模式并且所述转弯线的车辆侧端部位于所述行驶区域外部时,在所述确定单元确定所述转弯线越过所述行驶区域的边缘从而到达所述行驶区域的内部的情况下,所述行驶控制单元将所述车辆的驾驶模式从所述自主驾驶模式切换到所述手动驾驶模式。
根据这种布置,能够在适当时刻将车辆的驾驶模式从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。
因此,根据以上布置,能够提供一种能够在适当时刻将车辆的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式的车辆控制系统。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的车辆控制系统的框图;
图2是车辆的前部的平面图;
图3是车辆的前部的立体图;
图4是操作元件和移动装置的侧视图;
图5是操作元件和移动装置的后视图;
图6是示出设置在操作元件中的第一至第三电容传感器之间的位置关系的说明图;
图7是沿图5的线VII-VII剖切的剖视图;
图8A至8C是示出如何生成转弯线的平面图;
图9是转弯半径表的实施例;
图10A至图10C是示出如何设定行驶区域的平面图;
图11A和11B是示出如何通过使用转弯线进行确定的平面图;以及
图12是示出车辆如何转弯的平面图。
具体实施方式
下面,将参照附图描述根据本发明的车辆控制系统1的一个实施方式。适当附加至图2和后续附图的箭头Fr、Re、L、R、U和Lo分别表示其中设置有车辆控制系统1的车辆2的前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧。在本实施方式中,将横向定义为车辆2的车辆宽度方向,并将前后方向定义为车辆2的车辆长度方向。
<车辆控制系统1的构造>
如图1中所示,车辆控制系统1设置在能够自主驾驶的车辆2中。车辆2既可以在乘员X主要进行驾驶操作的手动驾驶模式下行驶,也可以在车辆2(更具体地,后述的控制装置11)主要进行驾驶操作的自主驾驶模式下行驶。车辆2包括:转向装置4,其配置成使车辆2的车轮3转弯(转向);驱动装置5,其配置成使车轮3旋转;以及制动装置6,其配置成向车轮3施加制动。
转向装置4是配置成改变各个车轮3的转弯角(转向角)的装置,并且包括电动马达和转向机构,该转向机构被配置成借助电动马达的驱动力使车轮3转弯(转向)。转向机构包括例如齿条-小齿轮机构。驱动装置5是配置成使车轮3旋转的装置,并且包括电动马达和内燃机中的至少一者。驱动装置5还包括传动机构,该传动机构配置成将电动马达和内燃机中的所述至少一者的驱动力传递至车轮3。如果驱动装置5包括内燃机,则驱动装置5可以通过发动机制动对车轮3施加制动。如果驱动装置5包括电动马达,则驱动装置5可以通过再生制动对车轮3施加制动。制动装置6是配置成对车轮3施加阻力从而停止车轮3旋转的装置。制动装置6包括:电动马达;液压产生装置,其配置成在电动马达被驱动时产生液压;以及制动钳,其在接收到来自液压产生装置的液压时将制动衬块压向制动转子。
车辆控制系统1包括设置有各种传感器的操作元件10和连接至该操作元件10的控制装置11。操作元件10是配置成接收乘员X的驾驶操作以使车辆2转向的装置。操作元件10可以包括例如方向盘或控制杆。操作元件10的轮廓可以形成为诸如圆形、矩形、通过切掉圆形的一部分而形成的形状或者通过组合左、右弧形部分以及上下直线部分而形成的形状之类的形状。控制装置11包括诸如CPU之类的硬件处理器。控制装置11包括行驶控制单元12、移动控制单元13和信号处理单元14。信号处理单元14配置成基于来自操作元件10的信号检测乘员X输入的操作,并且行驶控制单元12配置成根据信号处理单元14检测到的操作输入来控制转向装置4、驱动装置5和制动装置6中的至少一者。移动控制单元13配置成根据信号处理单元14检测到的操作输入来控制操作元件10的移动。
如图2和图3中所示,车辆2的车厢17设置有乘员座椅61,在该乘员座椅61上坐有对操作元件10进行驾驶操作的至少一名乘员X(图2中示出了两名乘员X)。乘员座椅61例如是具有用于多个人的就坐空间的长凳座椅,并且沿横向方向延伸。通过以此方式将这样的长凳座椅用作乘员座椅61,能够提高乘员X的乘坐位置在横向方向上的自由度。乘员座椅61经由基座构件(未示出)附接至车辆2的车身15的前部。乘员座椅61包括:座椅垫62,乘员X就座于其上;以及座椅靠背63,其邻近座椅垫62设置在座椅垫62的后上侧,以从后侧支撑乘员X。座椅垫62和座椅靠背63均在横向方向上具有预定的宽度(例如,用于多个乘员X的宽度)。
如图3和图4中所示,操作元件10经由移动装置16由车身15的前部支撑。移动装置16包括:一对前后轨道21,其设置在车身的前部上并沿横向方向延伸;滑块22,其在前后方向上延伸以设置在一对前后轨道21之间;臂23,其从滑块22向后延伸;以及基座24,其设置在臂23的后端并附接至操作元件10。
一对前后轨道21支撑滑块22,使得滑块22可在横向方向上移动。一对前后轨道21和滑块22设置在仪表板18的前面,仪表板18形成车辆2的车厢17的前壁。因此,车辆2的车厢17中的乘员X看不见或几乎看不到一对前后轨道21和滑块22,从而改善了车辆2的设计。
臂23包括关节25,并且在关节25弯曲成使得臂23向下突出的状态下穿过仪表板18下方。臂23在前后方向上可拉伸,从而支撑基座24,使得基座24可相对于滑块22在前后方向上移动。
基座24的上表面上设置有图像捕获装置26,该图像捕获装置26用于捕获座椅垫62的上方空间的图像。该图像捕获装置26在操作元件10的前面定位成与操作元件10相邻。
如图1中所示,移动装置16包括滑块驱动机构27和臂驱动机构28。滑块驱动机构27配置成借助电动马达使滑块22相对于轨道21在横向方向上移动。由此,滑块22、臂23、基座24以及操作元件10相对于车身15在横向方向上移动。臂驱动机构28配置成通过利用电动马达使关节25弯曲来改变臂23在前后方向上的拉伸度。由此,基座24和操作元件10相对于车身15在前后方向上移动。如上所述,移动装置16配置成使操作元件10相对于车身15在横向方向和前后方向上移动。
移动装置16还包括位置传感器29,该位置传感器29配置成检测操作元件10在前后方向上的位置。例如,位置传感器29附接至形成臂驱动机构28的电动马达,或者附接至臂23的关节25之一。位置传感器29可以是例如电位计或旋转编码器。
如图3至图5中所示,操作元件10包括:毂31,其可旋转地设置在基座24上;盘32,其与毂31同轴地设置在毂31的外圆周上;以及环33,其设置在盘32的外圆周上。盘32形成为圆盘形。在本实施方式中,盘32沿操作元件10(毂31)的转动轴线A的方向向基座24的相反侧从毂31径向外延伸,并形成为锥形形状,毂31在其顶部上。环33形成为绕操作元件10(毂31)的转动轴线A的环形形状,并且具有圆形截面。环33的横截面直径大于盘32的厚度。环33用作由乘员X抓握的抓握部分,以在操作元件10上进行转动操作。
毂31包括:面对乘员X侧的面对部31A;以及与面对部31A相对的背面部(未示出)。盘32包括:面对乘员X侧的面对部32A;以及与面对部32A相对的背面部32B。环33包括:面对乘员X侧的面对部33A;与面对部33A相对的背面部33B;设置在面对部33A和背面部33B的外圆周上的外圆周部33C;以及设置在面对部33A和背面部33B的内圆周上的内圆周部33D。更具体地,当用包括环33的外圆周边缘(环33具有绕操作元件10的转动轴线A的最大直径的部分)和环33的内圆周边缘(环33具有绕操作元件10的转动轴线A的最小直径的部分)的平面将环33分成两部分时,布置在基座24侧的部分被定义为背面部33B,而布置在基座24的相反侧的部分被定义为面对部33A。
操作元件10包括:第一表面部10A;与第一表面部10A相对的第二表面部10B;以及设置在第一表面部10A和第二表面部10B的外圆周上的外圆周部10C。第一表面部10A设置在沿操作元件10的转动轴线A的一侧,并形成操作元件10的后表面(前后方向上的一个表面)。第二表面部10B设置在沿操作元件10的转动轴线A的另一侧,并形成操作元件10的前表面(前后方向上的另一表面)。第一表面部10A包括毂31的面对部31A、盘32的面对部32A以及环33的面对部33A。第二表面部10B包括盘32的背面部32B和环33的背面部33B。外圆周部10C包括环33的外圆周部33C。在另一个实施方式中,第一表面部10A可以包括盘32的背面部32B以及环33的背面部33B,并且第二表面部10B可以包括毂31的面对部31A、盘32的面对部32A以及环33的面对部33A。
如图1中所示,操作元件10设置有用作触摸传感器的第一电容传感器35、第二电容传感器36和第三电容传感器37。操作元件10还设置有转动角传感器38和力传感器39。转动角传感器38配置成检测操作元件10相对于车身15的转动角。转动角传感器38可以是旋转编码器、分解器等。在另一个实施方式中,操作元件10可以设置有陀螺仪传感器,该陀螺仪传感器配置成检测操作元件10的转动速度。
力传感器39可以是已知的压电传感器或已知的应变仪传感器,并且设置在基座24和毂31之间。力传感器39例如是六轴力传感器,其配置成检测向沿转动轴线A的前侧(前后方向上的一侧)、向沿转动轴线A的后侧(前后方向上的另一侧)、向左侧(横向方向上的第一侧)、向右侧(横向方向上的第二侧)、向沿与转动轴线A正交的方向的上侧(上下方向上的一侧)以及向沿与转动轴线A正交的方向的下侧(上下方向上的另一侧)施加至操作元件10的载荷。
如图4、图6和图7中所示,第一电容传感器35至第三电容传感器37是配置成根据电容的变化来检测诸如乘员X的手(手指)之类的物体的接近和接触的触摸传感器。第一电容传感器35至第三电容传感器37设置在操作元件10的环33上。
第一电容传感器35设置在操作元件10的第一表面部10A上,第二电容传感器36设置在操作元件10的第二表面部10B上,并且第三电容传感器37设置在操作元件10的外圆周部10C上。更具体地,第一电容传感器35设置在环33的面对部33A上,第二电容传感器36设置在环33的背面部33B上,并且第三电容传感器37设置在环33的外圆周部33C上。在另一实施方式中,第一电容传感器35也可以设置在环33的背面部33B上,并且第二电容传感器36可以设置环33的面对部33A上。
第一电容传感器35是形成为环形形状并且沿环33的面对部33A与环33同轴地设置的单个传感器。在另一个实施方式中,多个第一电容传感器35可以在圆周方向上沿环33的面对部33A布置。第一电容传感器35优选设置在面对部33A的内圆周侧。更具体地,当在沿操作元件10的转动轴线A的方向观察时,第一电容传感器35优选地设置在相对于穿过环33的宽度方向上的中央部分的中心圆的径向内侧。即,第一电容传感器35优选设置在环33的内圆周部33D上。
第二电容传感器36是形成为环形形状并且沿环33的背面部33B与环33同轴地设置的单个传感器。在另一个实施方式中,多个第二电容传感器36可以在圆周方向上沿环33的背面部33B布置。第二电容传感器36优选沿背面部33B的宽度方向上的中央部分延伸。第二电容传感器36优选具有比第一电容传感器35更大的直径。
第三电容传感器37沿操作元件10的外边缘设置,并且配置成识别乘员X的手的接触位置(乘员X的接触操作的位置)。在另一个实施方式中,单个第三电容传感器37可以沿操作元件10的外边缘延伸,或者多个第三电容传感器37可以沿操作元件10的外边缘分开。在本实施方式中,第三电容传感器37在圆周方向上沿环33的包括环33的外圆周边缘的外圆周部33C布置。第三电容传感器37在圆周方向上均具有相同的角长度,并且以相等的间隔彼此相邻布置。优选地,相邻的第三电容传感器37之间的间隙尽可能小。在本实施方式中,设置了三十六个第三电容传感器37,每个第三电容传感器均具有大约10度的角长度。
第一电容传感器35至第三电容传感器37配置成输出与其电容相对应的信号。第一电容传感器35至第三电容传感器37的电容随着诸如乘员X的手之类的物体接近各个传感器35至37、随着接近的物体的尺寸增大以及随着接近的物体的相对介电常数增大而增大。
第一电容传感器35至第三电容传感器37用作配置成检测乘员X抓握操作元件10的抓握传感器。例如,如果第一电容传感器35和第二电容传感器36中的至少一者的电容增加到规定的参考值或更大,并且等于或超过规定数量的第三电容传感器37的电容增加到规定的参考值或更大,则第一电容传感器35至第三电容传感器37检测出操作元件10被乘员X抓握。在另一个实施方式中,第一电容传感器35至第三电容传感器37可以配置成根据与上述方法不同的检测方法来检测操作元件10被乘员X抓握。
如图5中所示,毂31的面对部31A(毂31的乘员X侧)上设置有作为显示单元的显示器40。显示器40形成为圆形形状,并且占据毂31的面对部31A的面积的50%以上。如图1中所示,显示器40配置成由控制装置11的界面控制单元41控制,由此显示指示车辆2的驾驶模式(自主驾驶模式或手动驾驶模式)、车辆2的行驶方向(未来轨迹)、在车辆2周围行驶的周围车辆的位置、车辆2的速度等的图像。显示器40上显示的图像可以包括数值和符号。
在车身15与操作元件10之间设置有第一反作用力施加装置43(参见图1),该第一反作用力施加装置43被配置成施加对于操作元件10相对于车身15的转动(或转动操作)的反作用力(转动阻力)。第一反作用力施加装置43是例如电动马达,并且配置成将电动马达的旋转力作为对于操作元件10的转动的反作用力施加至操作元件10。在本实施方式中,第一反作用力施加装置43设置在基座24中,并且配置成施加对于毂31相对于基座24的转动的反作用力。第一反作用力施加装置43通过向操作元件10施加足够的转动阻力来限制操作元件10的转动。即,第一反作用力施加装置43用作配置成限制操作元件10相对于车身15的转动的转动限制装置。
车身15与操作元件10之间设置有第二反作用力施加装置44(参见图1),该第二反作用力施加装置44被配置成施加对于操作元件10相对于车身15沿转动轴线A的移动(或移动操作)的反作用力(移动阻力)。第二反作用力施加装置44例如是形成臂驱动机构28的电动马达,并且配置成将电动马达的旋转力施加至操作元件10作为对于操作元件10在前后方向上的移动的反作用力。第二反作用力施加装置44可以通过对操作元件10施加足够的移动阻力来限制操作元件10在前后方向上的移动。即,第二反作用力施加装置44用作配置成限制操作元件10相对于车身15在前后方向上的移动的移动限制装置。
如图1中所示,控制装置11连接到车辆传感器45(行驶状态检测单元的实施例),该车辆传感器45配置成检测车辆2的行驶状态。控制装置11配置成基于来自车辆传感器45的信号获取车辆2的行驶状态。例如,车辆传感器45包括:车辆速度传感器45A,其配置成检测车辆2的车辆速度;加速度传感器45B,其配置成检测车辆2的加速度;横摆率传感器45C,其配置成检测车辆2的横摆率;车轮速度传感器45D,其配置成检测各车轮3的旋转速度;以及转弯角传感器45E,其配置成检测各车轮3的转弯角(转向角)。转弯角传感器45E用作配置成检测车辆2的转弯状态的转弯状态检测单元。
控制装置11连接到外部环境辨识装置46,该外部环境辨识装置46配置成检测车辆2的外部环境的状态。控制装置11配置成基于来自外部环境辨识装置46的信号获取车辆2的外部环境的状态。外部环境辨识装置46包括:摄像头47,其配置成捕获车辆2周围的图像;诸如激光器或激光雷达之类的物体检测传感器48;以及导航装置49,其配置成获取车辆2的周围环境信息。物体检测传感器48用作配置成检测车辆2周围存在的障碍物的障碍物检测单元。
<对操作元件10的驱动操作>
操作元件10配置成接收第一驱动操作和第二驱动操作作为驱动操作。第一驱动操作和第二驱动操作均包括彼此不同的加速/减速操作和转向操作。第一驱动操作是通过触摸操作元件10而进行的驱动操作(例如,单点击操作、双点击操作、长按操作和触击操作)。因此,操作元件10根据第一驱动操作的可移动量为零或极小。第二驱动操作是通过使操作元件10转动或移动而进行的驱动操作。因此,操作元件10根据第二驱动操作的可移动量大于操作元件10根据第一驱动操作的可移动量。以此方式,第一驱动操作是对操作元件10的接触操作,而第二驱动操作是对操作元件10的转动操作或移动操作。因此,可以清楚地区分第一驱动操作和第二驱动操作,并避免两者混淆。
第一驱动操作包括乘员X的手在环33的外圆周部33C上沿圆周方向的触击操作。当乘员X的手沿圆周方向触击环33的外圆周部33C时,沿圆周方向布置的第三电容传感器37的电容依次改变。信号处理单元14基于来自第三电容传感器37的信号来检测乘员X在环33上的触击操作。此外,信号处理单元14基于来自第三电容传感器37的信号来检测触击操作的方向和长度(触击长度)。行驶控制单元12可以根据信号处理单元14检测到的触击操作的方向和长度来控制转向装置4,从而使车辆2在车辆宽度方向上移动(偏移),改变车道,并使车辆2向右或向左转弯。
此外,第一驱动操作包括乘员X在环33的面对部33A或背面部33B上的接触操作。该接触操作包括例如单点击操作、双点击操作和长按操作。当乘员X的手在环33的面对部33A或背面部33B上进行接触操作时,第一电容传感器35或第二电容传感器36的电容改变。信号处理单元14基于来自第一电容传感器35或第二电容传感器36的检测信号来确定乘员X的手的接触持续时间和接触次数,从而确定接触操作是单点击操作、双点击操作还是长按操作。
例如,行驶控制单元12响应于面对部33A上的操作执行加速控制,并且响应于背面部33B上的操作执行减速控制。加速控制包括:将车辆2的目标速度从当前值增大预定值的控制;将目标车辆到车辆的距离(即,车辆2(即本车辆)与在车辆2前方行驶的领先车辆之间的距离)从当前值减小预定值的控制;以及从车辆2停止的状态开始车辆2的移动的控制。减速控制包括:将车辆2的目标速度从当前值减小预定值的控制;将目标车辆到车辆的距离从当前值增加预定值的控制;以及从车辆2低速行驶的状态开始停止车辆2的控制。行驶控制单元12可以根据在面对部33A或背面部33B上的操作模式来改变对车辆2的目标速度的执行的控制或其改变量的控制。例如,行驶控制单元12可以使响应于双点击操作的车辆2的目标速度的改变量大于响应于单点击操作的车辆2的目标速度的改变量。另外,在面对部33A或背面部33B上进行长按操作的同时,行驶控制单元12可以继续增大或减小车辆2的目标速度。
第二驱动操作包括绕转动轴线A对操作元件10进行的转动操作和沿转动轴线A对操作元件10进行的移动操作(推/拉操作)。当乘员X对操作元件10进行转动操作时,转动角传感器38检测操作元件10相对于车身15的转动角。信号处理单元14基于来自转动角传感器38的检测信号来获取操作元件10的转动角,并且行驶控制单元12根据获取的转动角控制转向装置4,从而使车辆2的车轮3转弯(转向)。
当乘员X对操作元件10进行向前侧的移动操作时(即,当乘员X推动操作元件10时),力传感器39检测到向前侧施加至操作元件10的载荷。信号处理单元14基于来自力传感器39的检测信号获取施加至操作元件10的载荷以及载荷的方向,并且行驶控制单元12根据获取的载荷和获取的载荷的方向来控制驱动装置5,从而使车辆2加速。当乘员X对操作元件10进行向后侧的移动操作时(即,当乘员X拉动操作元件10时),力传感器39检测到向后侧施加至操作元件10的载荷。信号处理单元14基于来自力传感器39的检测信号来获取施加至操作元件10的载荷以及载荷的方向,并且行驶控制单元12根据获取的载荷和获取的载荷的方向来控制驱动装置5和制动装置6中的至少一者,从而使车辆2减速。在另一实施方式中,位置传感器29可以检测乘员X对操作元件10的移动操作,并且行驶控制单元12可以基于来自位置传感器29的信号执行车辆2的加速/减速控制。
<车辆2的驾驶模式>
行驶控制单元12配置成在自主驾驶模式和手动驾驶模式之间切换车辆2的驾驶模式。在自主驾驶模式下,行驶控制单元12自动执行转向操作和加速/减速操作。在手动驾驶模式下,乘员X手动进行转向操作和加速/减速操作。
在自主驾驶模式下,行驶控制单元12独立地创建车辆2的未来轨迹,从而控制转向装置4、驱动装置5和制动装置6。然而,即使在自主驾驶模式下,行驶控制单元12也接收乘员X对操作元件10的第一驱动操作,从而使转向装置4、驱动装置5和制动装置6的控制反映乘员X的意图。即,第一驱动操作是自主驾驶模式下的辅助驱动操作。
在手动驾驶模式下,行驶控制单元12根据乘员X对操作元件10的第二驱动操作来控制转向装置4、驱动装置5和制动装置6。即,第二驱动操作是手动驾驶模式下的独立驱动操作。在另一实施方式中,在手动驾驶模式下,行驶控制单元12可以根据乘员X对加速器踏板或制动踏板的按压操作来控制驱动装置5和制动装置6。
<操作元件10的位置>
参照图2,操作元件10可在作为允许位置的第一位置P1、作为允许位置的第二位置P2以及作为限制位置的第三位置P3之间移动。第一位置P1相对于车辆2在横向方向上的中心位于左侧(横向方向上的第一侧),并且第二位置P2相对于车辆2在横向方向上的中心位于右侧(横向方向上的第二侧)。即,第一位置P1和第二位置P2在横向方向上彼此偏移并且彼此分离。第三位置P3位于车辆2在横向方向上的中心。第三位置P3在横向方向上位于第一位置P1和第二位置P2之间(更具体地,在横向方向上位于第一位置P1和第二位置P2的中间),并且与第一位置P1和第二位置P2在横向方向上偏移。第三位置P3在前后方向上比第一位置P1和第二位置P2更靠前。因此,当乘员X未操作操作元件10时(例如,当执行自主驾驶模式时或当乘员X上下车辆2时),操作元件10被移动至第三位置P3,因此,可以使操作元件10和乘员X彼此分离。因此,可以防止操作元件10压迫乘员X。
在操作元件10位于第一位置P1或第二位置P2的状态下,车辆2能够以自主驾驶模式和手动驾驶模式行驶。更具体地,在操作元件10位于第一位置P1或第二位置P2的状态下,行驶控制单元12根据乘员X对模式改变开关51(参见图1)的操作在手动驾驶模式和自主驾驶模式之间切换车辆2的驾驶模式。在操作元件10位于第三位置P3的状态下,车辆2只能以自主驾驶模式行驶,并且不能选择手动驾驶模式。在操作元件10位于第一位置P1与第三位置P3之间或第二位置P2与第三位置P3之间的状态下,车辆2只能以自主驾驶模式行驶,并且不能选择手动驾驶模式。
在操作元件10位于第一位置P1或第二位置P2的状态下,操作元件10可以接收第一驱动操作和第二驱动操作两者。更具体地,在操作元件10位于第一位置P1或第二位置P2并且车辆2的驾驶模式设定为自主驾驶模式的状态下,操作元件10可以接收第一驱动操作。另一方面,在操作元件10位于第一位置P1或第二位置P2并且车辆2的驾驶模式设定为手动驾驶模式的状态下,操作元件10可以接收第二驱动操作。
在操作元件10位于第三位置P3、第一位置P1与第三位置P3之间或者第二位置P2与第三位置P3之间的状态下,将车辆2的驾驶模式设定为自主驾驶模式,并且操作元件10可以接收第一驱动操作而不能接收第二驱动操作。因此,在操作元件10和乘员X彼此分离的第三位置P3,可以防止执行第二驱动操作,这使得操作元件10的可移动量相对较大。因此,可以防止对位于第三位置P3的操作元件10的错误操作。
<转弯线XR、XL的生成>
参考图1,控制装置11包括生成单元71。参考图8A至图8C,生成单元71配置成基于来自车辆传感器45的信号,朝车辆2的行驶方向上的前方生成转弯线XR、XL。每条转弯线XR、XL均表示车辆2的预期转弯轨迹。例如,生成单元71配置成基于最小转弯半径(即车辆2能够稳定转弯的最小半径)来生成每条转弯线XR、XL。在另一个实施方式中,生成单元71可以配置成基于大于最小转弯半径的转弯半径(例如,通过向最小转弯半径添加规定裕度而获取的转弯半径)来生成每条转弯线XR、XL。
生成单元71配置成分别生成右转弯线XR和左转弯线XL。右转弯线XR是向右的转弯线,并且左转弯线XL是向左的转弯线。生成单元71配置成从车辆2的横向中心生成右转弯线XR和左转弯线XL(参见图8A)。在另一个实施方式中,生成单元71可以配置成从车辆2的左端生成右转弯线XR,并且从车辆2的右端生成左转弯线XL(参见图8B)。即,生成单元71可以配置成从相同的起点或从不同的起点生成右转弯线XR和左转弯线XL。
生成单元71配置成通过使用回旋曲线来生成各转弯线XR、XL,使得各转弯线XR、XL的曲率朝车辆2的行驶方向上的前方增大。因此,能够在驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式后,根据各车轮3的转弯角和车辆2的车辆速度的预期变化,适当地生成各转弯线XR、XL。在另一个实施方式中,生成单元71可以配置成通过使用车辆运动模式(例如两轮模式)或其近似函数来代替回旋曲线生成各转弯线XR、XL。另外,在另一个实施方式中,生成单元71可以通过使用具有恒定曲率的曲线或通过回旋曲线和具有恒定曲率的曲线相结合来生成各转弯线XR、XL。例如,生成单元71可以通过使用回旋曲线生成各转弯线XR、XL的近端部分(起点侧的部分),并且通过使用具有恒定曲率的曲线生成各转弯线XR、XL的远端部分(终点侧的部分)。
如下面详细描述的那样,生成单元71配置成基于车辆2的车辆速度、各车轮3与道路(即路面)之间的摩擦系数(下文中称为“道路摩擦系数”)、车辆2的车重以及车辆2的运动状态(例如,车辆2的横摆率或各车轮3的转弯角)来改变各转弯线XR、XL的弯曲程度(下文中称为“弯曲度”)。上述各转弯线XR、XL的弯曲度代表各转弯线XR、XL相对于车辆长度方向的弯曲(弯折)的幅度。例如,在图8A中,由双点划线所示的各转弯线XR、XL的弯曲度大于由单点划线所示的各转弯线XR、XL的弯曲度。因此,由双点划线所示的各转弯线XR、XL的长度L2(车辆长度方向上的长度)比由单点划线所示的各转弯线XR、XL的长度L1(车辆长度方向上的长度)短。生成单元71配置成基于车辆2的上述运动状态(例如,车辆2的横摆率或各车轮3的转弯角)确定生成各转弯线XR、XL的方向。
生成单元71配置成基于来自车辆速度传感器45A的信号来获取车辆2的车辆速度。随着车辆2的车辆速度增大,车辆2变得难以进行小转弯。考虑到这一点,生成单元71配置成随着车辆2的车辆速度增大而减小各转弯线XR、XL的弯曲度。例如,在车辆2的车辆速度为S1的情况下,与车辆2的车辆速度为S2(S2<S1)的情况相比,生成单元71将各转弯线XR、XL的弯曲度设定得更低。因此,能够根据车辆2的车辆速度适当地生成各转弯线XR、XL。在另一个实施方式中,生成单元71可以配置成基于来自包括在车辆传感器45中的另一个传感器(车辆速度传感器45A以外的传感器)的信号来改变各转弯线XR、XL的弯曲度。
生成单元71配置成基于来自车轮速度传感器45D的信号计算车轮3之间(前车轮和后车轮之间)的速度差,并基于车轮3之间的速度差估计道路摩擦系数。随着道路摩擦系数增大,车辆2变得更容易稳定地转弯。考虑到这一点,生成单元71配置成随着道路摩擦系数增大而增大各转弯线XR、XL的弯曲度。例如,在道路摩擦系数为μ1的情况下,与道路摩擦系数为μ2(μ2<μ1)的情况相比,生成单元71将各转弯线XR、XL的弯曲度设定得更高。因此,能够根据道路摩擦系数适当地生成各转弯线XR、XL。
生成单元71配置成基于存储在存储单元(未示出)中的车辆数据来获取车辆2的车重。随着车辆2的车重增加,车辆2变得难以进行小转弯。考虑到这一点,生成单元71配置成随着车辆2的车重增加而减小各转弯线XR、XL的弯曲度。例如,在车辆2的车重为W1的情况下,与车辆2的车重为W2(W2<W1)的情况相比,生成单元71将各转弯线XR、XL的弯曲度设定得更低。因此,能够根据车辆2的车重适当地生成各转弯线XR、XL。
生成单元71配置成基于来自转弯角传感器45E的信号来获取各车轮3的转弯角。生成单元71配置成基于各车轮3的转弯角来校正各转弯线XR、XL。例如,在车辆2向左转弯以到达当前位置的情况下,生成单元71获取各车轮3相对于参考角(车辆2直线行驶时的角)向左定向的转弯角。在这种情况下,车辆2向左转弯容易,而车辆2向右转弯难。因此,生成单元71对各转弯线XR、XL进行校正,使得左转弯线XL的弯曲度高于右转弯线XR的弯曲度(参见图8C)。此外,生成单元71在到达时间(估计各车轮3的转弯角达到最大值的时间)之时或之后校正各转弯线XR、XL,使得各转弯线XR、XL对应于各车轮3的转弯角恒定时的预期轨迹。因此,能够根据车辆2的转弯状态适当地生成各转弯线XR、XL。在另一个实施方式中,生成单元71可以基于来自转动角传感器38的信号获取操作元件10的转动角,并基于操作元件10的转动角校正各转弯线XR、XL。即,在另一实施方式中,转动角传感器38可以作为转弯状态检测单元。
参考图9,生成单元71可以通过使用示出稳定状态下的转弯半径(下文中称为"稳定转弯半径")的转弯半径表来生成各转弯线XR、XL。转弯半径表是示出与车辆2的车辆速度和转向角(操作元件10的转动角)相对应的车辆2的稳定转弯半径的表。稳定转弯半径是指在车辆2的车辆速度和转向角恒定的情况下,车辆2稳定转弯时的圆形轨迹的半径。在另一个实施方式中,转弯半径表可以是根据车辆2的车辆速度和车辆2的运动状态(例如车辆2的横摆率)示出车辆2的稳定转弯半径的表。
例如,生成单元71基于来自车辆速度传感器45A的信号获取车辆2的车辆速度(当前值),并基于来自转动角传感器38的信号获取转向角(当前值)。接着,生成单元71基于车辆2的车辆速度(当前值)估计车辆2的车辆速度(未来值),并基于转向角(当前值)估计转向角(未来值)。接着,生成单元71基于车辆2的车辆速度(当前值和未来值)和转向角(当前值和未来值),参考转弯半径表获取车辆2的稳定转弯半径(当前值和未来值)。然后,生成单元71基于获取的车辆2的稳定转弯半径(当前值和未来值)生成各转弯线XR、XL。因此,能够获得车辆2的动态稳定轨迹。
<行驶区域Y的设定>
参考图1,控制装置11包括设定单元72。参考图10A至10C,设定单元72配置成基于来自外部环境辨识装置46的信号,设定在车辆2的行驶方向前方的行驶区域Y,该行驶区域Y在图10A至10C中设置有许多点。行驶区域Y为车辆2应当行驶的区域。
设定单元72配置成基于来自摄像头47的信号来辨识车辆2正在行驶的行驶路径P。例如,设定单元72配置成基于包括在摄像头47捕获的图像中的边界物体(例如,护栏或植物)或车道标记(例如,白线或标记线)来提取一对行驶路径边界Z1和Z2(位于车辆宽度方向的外侧的行驶路径边界Z1和位于车辆宽度方向的内侧的行驶路径边界Z2)。设定单元72配置成将一对行驶路径边界Z1和Z2之间的区域辨识为行驶路径P。
设定单元72配置成将行驶路径P的在车辆宽度方向上的部分区域(例如,排除在车辆宽度方向上的外部区域M的区域)设定为行驶区域Y(参见图10A)。在生成单元71从车辆2的左右两端生成各转弯线XR、XL的情况下(参见图8B),设定单元72可以将行驶路径P的车辆宽度方向上的整个区域设定为行驶区域Y(参见图10B)。
参考图10C,设定单元72配置成基于来自物体检测传感器48的信号来辨识存在于车辆2周围的障碍物Q(例如,另一车辆或落下的物体)。设定单元72配置成设定行驶区域Y,使得行驶区域Y在行驶路径P中存在障碍物Q的情况下避开障碍物Q。从而能够考虑到障碍物Q而适当地设定行驶区域Y。
<利用XR、XL各转弯线进行确定>
参考图1,控制装置11包括确定单元73。确定单元73配置成确定各转弯线XR、XL是否位于行驶区域Y中。例如,以规则时间间隔或规则距离间隔进行该确定。
参考图11A,在车辆2接近行驶区域Y的左边缘YL的情况下(即,在相比于右边缘YR,车辆2更接近左边缘YL的情况下)确定单元73将右转弯线XR与行驶区域Y的左边缘YL进行比较并因此确定右转弯线XR是否位于行驶区域Y中。在车辆2接近行驶区域Y的左边缘YL的情况下,确定单元73不对左转弯线XL是否位于行驶区域Y内进行确定。
参考图11B,在车辆2接近行驶区域Y的右边缘YR的情况下(即,在相比于左边缘YL,车辆2更接近右边缘YR的情况下)确定单元73将左转弯线XL与行驶区域Y的右边缘YR进行比较并因此确定左转弯线XL是否位于行驶区域Y中。在车辆2接近行驶区域Y的右边缘YR的情况下,确定单元73不对右转弯线XR是否位于行驶区域Y中进行确定。
这样,确定单元73根据估计车辆2偏离行驶区域Y的方向,仅确定转弯线XR、XL中的一者是否位于行驶区域Y中。因此,能够适当地确定各转弯线XR、XL是否位于行驶区域Y中,从而能够防止驾驶模式从手动驾驶模式过分地切换到自主驾驶模式。另外,与确定单元73确定转弯线XR、XL两者是否位于行驶区域Y中的情况相比,确定单元73通过只确定转弯线XR、XL中的一者是否位于行驶区域Y中而能够减轻确定处理负担。
<车辆2的转弯>
接下来,将参考图12描述车辆2的转弯。车辆2的转弯包括向右转弯和向左转弯。在下文中,将仅描述车辆2的向右转弯,而省略对车辆2的向左转弯的描述。
当车辆2在点A处行驶时,行驶控制单元12选择手动驾驶模式,并且车辆2接近行驶区域Y的左边缘YL,因此,生成单元71生成各转弯线XR、XL,并且确定单元73确定右转弯线XR是否位于行驶区域Y中。在点A处,整个右转弯线XR位于行驶区域Y的左边缘YL的右侧(横向方向上的内侧)。因此,确定单元73确定右转弯线XR位于行驶区域Y中,在这种情况下,行驶控制单元12将车辆2的驾驶模式维持在手动驾驶模式下,并控制转向装置4,以便响应乘员X对操作元件10的转动操作而转动各车轮3。
当车辆2在B点处行驶时,行驶控制单元12选择手动驾驶模式,并且车辆2接近行驶区域Y的左边缘YL,因此,生成单元71生成各转弯线XR、XL,并且确定单元73确定右转弯线XR是否位于行驶区域Y中。在B点处,右转弯线XR的一部分从行驶区域Y的左边缘YL向左侧(横向方向上的外侧)突出。因此,确定单元73确定右转弯线XR不位于行驶区域Y中,因此,行驶控制单元12将车辆2的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式,并控制转向装置4,使车辆2沿着右转弯线XR转弯。顺便说一下,在将车辆2的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式之后,行驶控制单元12可以对车辆2进行减速。
如上所述,当车辆2在B点处行驶时,确定单元73确定右转弯线XR不位于行驶区域Y中。因此,第一反作用力施加装置43增加对操作元件10沿使车辆2偏离行驶区域Y的偏离量增加的方向(下文中称为“偏离增大方向”)的转动操作的反作用力。因此,对操作元件10的转动操作变得不可能,或者对操作元件10的转动操作所需的力变得非常大。因此,能够使乘员意识到,难以响应于对操作元件10的转动操作而转动各车轮3。
在另一个实施方式中,在确定单元73确定右转弯线XR不位于行驶区域Y中的情况下,即使操作元件10接收到转动操作,行驶控制单元12也可以不向转向装置4传送控制信号(更具体地说,与对操作元件10的转动操作相对应的控制信号)。因此,通过采用简单的构造,能够防止各车轮3响应于对操作元件10的转动操作而沿偏离增大方向转动。另外,由于不抑制对操作元件10的转动操作,因此能够在不使乘员X意识到难以响应对操作元件10的转动操作而转动各车轮3的情况下使车辆2转弯。
如上所述,当车辆2在B点处行驶时,确定单元73确定右转弯线XR不位于行驶区域Y中。因此,操作元件10发出警告,指示禁止对操作元件10进行沿偏离增加方向的转动操作。例如,操作元件10通过点亮或闪烁显示器40来发出警告。因此,能够防止即使难以响应于对操作元件10的转动操作而转动各车轮3,乘员X还是继续对操作元件10进行沿偏离增加方向的转弯操作。在另一个实施方式中,操作元件10可以通过点亮或闪烁环33来发出警告。
当车辆2在C点处行驶时,行驶控制单元12选择自主驾驶模式,并且车辆2接近行驶区域Y的左边缘YL。因此,生成单元71生成各转弯线XR、XL,并且确定单元73确定右转弯线XR是否位于行驶区域Y中。在点C处,右转弯线XR的一部分仍然从行驶区域Y的左边缘YL向左侧(横向方向上的外侧)突出。因此,确定单元73确定右转弯线XR不位于行驶区域Y中。在这种情况下,行驶控制单元12将车辆2的驾驶模式维持在自主驾驶模式下,并控制转向装置4使车辆2沿着右转弯线XR转弯。
当车辆2在D点处行驶时,行驶控制单元12选择自主驾驶模式,并且车辆2接近行驶区域Y的左边缘YL。因此,生成单元71生成各转弯线XR、XL,并且确定单元73确定右转弯线XR是否位于行驶区域Y中。在D点时,整个右转弯线XR位于行驶区域Y的左边缘YL的右侧(横向方向上的内侧)。因此,确定单元73确定右转弯线XR位于行驶区域Y中。因此,行驶控制单元12将车辆2的驾驶模式从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式,并且控制转向装置4以便响应于乘员X对操作元件10的转动操作而转动各车轮3。
在另一个实施方式中,确定单元73可以在行驶控制单元12选择自主驾驶模式,并且各转弯线XR、XL的近端(车辆2侧的端部)位于行驶区域Y的外部(即,车辆2的横向中心位于行驶区域Y的外部)的同时,确定各转弯线XR、XL是否越过行驶区域Y的边缘YR、YL中的一者从而到达行驶区域Y的内部。在确定单元73的上述确定为否的情况下,行驶控制单元12可以将车辆2的驾驶模式维持在自主驾驶模式下。另一方面,在确定单元73的上述确定为是的情况下,行驶控制单元12将车辆2的驾驶模式从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式,并因此控制转向装置4,以便响应于乘员X对操作元件10的转动操作而转动各车轮3。因此,能够在车辆2沿减少车辆2偏离行驶区域Y的偏离量的方向上移动的条件下,将车辆2的驾驶模式从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。因此,能够在适当时刻将车辆2的驾驶模式从自主驾驶模式切换到手动驾驶模式。
在本实施方式中,如上所述,在选择手动驾驶模式时确定单元73确定右转弯线XR不位于行驶区域Y中的情况下,行驶控制单元12将车辆2的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式。因此,可以在适当时刻(在不太早不太晚的时刻)将车辆2的驾驶模式从手动驾驶模式切换到自主驾驶模式。顺便说一下,在选择手动驾驶模式时确定单元73确定左转弯线XL不位于行驶区域Y中的情况下,也表现出这样的技术效果。
顺便说一下,在本实施方式中,生成单元71配置成从车辆2的横向中心生成各转弯线XR、XL。因此,在车辆2沿着各转弯线XR、XL转弯的情况下,车辆2的横向端部可能会稍微偏离行驶路径P。为了抑制该偏离,可以应用以下方法1至3中的至少一种。
(方法1)基于在最小转弯半径上添加规定裕度而获取的转弯半径生成各转弯线XR、XL。
(方法2)将行驶路径P的车辆宽度方向上的部分区域(例如,车辆宽度方向上的外侧区域M以外的区域)设定成行驶区域Y。
(方法3)从车辆2的左右两端生成转弯线XR、XL。
如上所述,在本实施方式中,通过方法2抑制上述偏离。
在本实施方式中,车辆控制系统1用于以弧形形状弯曲的行驶路径P。另一方面,在另一个实施方式中,车辆控制系统1可以用于以L形形状弯曲的行驶路径P。以这种方式,车辆控制系统1可以用于具有各种形状的行驶路径P,并且可以应对车辆2的各种行驶状态。
前面已经描述了本发明的具体实施方式,但本发明不应受到上述实施方式的限制,在本发明的范围内可以进行各种变型和变更。

Claims (10)

1.一种车辆控制系统,所述车辆控制系统包括:
行驶控制单元,所述行驶控制单元配置成在自主驾驶模式和手动驾驶模式之间切换车辆的驾驶模式;
行驶状态检测单元,所述行驶状态检测单元配置成检测所述车辆的行驶状态;
生成单元,所述生成单元配置成基于来自所述行驶状态检测单元的信号生成至少一条转弯线,所述转弯线指示所述车辆的预期转弯轨迹;
外部环境辨识装置,所述外部环境辨识装置配置成检测所述车辆的外部环境的状态;
设定单元,所述设定单元配置成基于来自所述外部环境辨识装置的信号设定所述车辆在其行驶方向上的前方的行驶区域,所述行驶区域是所述车辆应当行驶的区域;以及
确定单元,所述确定单元配置成确定所述转弯线是否位于所述行驶区域中,
其中,在选择所述手动驾驶模式时所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,所述行驶控制单元将所述车辆的驾驶模式从所述手动驾驶模式切换到所述自主驾驶模式,
其中,所述生成单元配置成分别生成右转弯线和左转弯线,所述右转弯线为向右的转弯线,所述左转弯线为向左的转弯线,并且
所述确定单元在所述车辆接近所述行驶区域的左边缘的情况下,确定所述右转弯线是否位于所述行驶区域中,并且在所述车辆接近所述行驶区域的右边缘的情况下,确定所述左转弯线是否位于所述行驶区域中。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其中,在所述车辆接近所述行驶区域的左边缘的情况下,所述确定单元将所述右转弯线与所述行驶区域的左边缘进行比较,从而确定所述右转弯线是否位于所述行驶区域中,并且在所述车辆接近所述行驶区域的右边缘的情况下,所述确定单元将所述左转弯线与所述行驶区域的右边缘进行比较,从而确定所述左转弯线是否位于所述行驶区域中。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统,所述车辆控制系统还包括转弯状态检测单元,所述转弯状态检测单元配置成检测所述车辆的转弯状态,
其中,所述生成单元配置成基于来自所述转弯状态检测单元的信号来校正所述转弯线。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统,其中,所述外部环境辨识装置包括障碍物检测单元,所述障碍物检测单元配置成检测所述车辆周围存在的障碍物,并且
所述设定单元配置成设定所述行驶区域,使得所述行驶区域避开所述障碍物。
5.根据权利要求1所述的车辆控制系统,所述车辆控制系统还包括:
操作元件,所述操作元件配置成接收转动操作;
转向装置,所述转向装置配置成响应于对所述操作元件的转动操作而转动车轮;以及
反作用力施加装置,所述反作用力施加装置配置成在所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,增加对所述操作元件的转动操作的反作用力。
6.根据权利要求1所述的车辆控制系统,所述车辆控制系统还包括:
操作元件,所述操作元件配置成接收转动操作;以及
转向装置,所述转向装置配置成响应于对所述操作元件的转动操作而转动车轮,
其中,在所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下,即使所述操作元件接收到所述转动操作,所述行驶控制单元也不向所述转向装置传送对应于所述转动操作的控制信号。
7.根据权利要求5或6所述的车辆控制系统,其中,所述操作元件配置成在所述确定单元确定所述转弯线不位于所述行驶区域中的情况下发出警告。
8.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统,其中,所述行驶状态检测单元包括配置成检测所述车辆的车辆速度的车辆速度传感器,并且
所述生成单元配置成随着所述车辆的车辆速度增大而减小所述转弯线的弯曲程度。
9.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统,其中,所述生成单元配置成生成所述转弯线,使得所述转弯线的曲率朝所述车辆的行驶方向上的前方增大。
10.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统,其中,在选择所述自主驾驶模式并且所述转弯线的车辆侧端部位于所述行驶区域外部时,在所述确定单元确定所述转弯线越过所述行驶区域的边缘从而到达所述行驶区域的内部的情况下,所述行驶控制单元将所述车辆的驾驶模式从所述自主驾驶模式切换到所述手动驾驶模式。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7449144B2 (ja) * 2020-04-06 2024-03-13 株式会社Subaru 自動操舵制御装置
CN111561938A (zh) * 2020-05-28 2020-08-21 北京百度网讯科技有限公司 Ar导航方法和装置
US11772641B2 (en) * 2021-05-26 2023-10-03 GM Global Technology Operations LLC Vehicle lateral motion management with preview road surface information

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6480768B1 (en) * 1998-07-10 2002-11-12 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Control apparatus for autonomous traveling vehicle and method thereof
WO2012114433A1 (ja) * 2011-02-21 2012-08-30 トヨタ自動車株式会社 走行支援装置及び方法
CN104837705A (zh) * 2012-11-30 2015-08-12 谷歌公司 启用和停用自动驾驶
US9227632B1 (en) * 2014-08-29 2016-01-05 GM Global Technology Operations LLC Method of path planning for evasive steering maneuver
CN107200020A (zh) * 2017-05-11 2017-09-26 江苏大学 一种基于混杂理论的无人驾驶汽车自主转向控制系统和方法
JP2017218020A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
CN108216230A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 大众汽车有限公司 从手动运行模式切换至自动或辅助运行模式的方法和设备
JP2018144782A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 オムロン株式会社 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム
JP2019156232A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 本田技研工業株式会社 車両制御装置
CN110546698A (zh) * 2017-06-27 2019-12-06 本田技研工业株式会社 车辆控制装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5796632B2 (ja) * 2011-09-26 2015-10-21 トヨタ自動車株式会社 車両の運転支援システム
JP2015003566A (ja) 2013-06-19 2015-01-08 トヨタ自動車株式会社 逸脱防止装置
JP6728558B2 (ja) * 2016-01-25 2020-07-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 自動運転制御装置および自動運転制御方法
KR102464926B1 (ko) * 2016-02-11 2022-11-08 삼성전자주식회사 운송 기기를 제어하는 제어 장치 및 이의 운송 기기 제어 방법
JP6327423B2 (ja) * 2016-02-15 2018-05-23 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP6658235B2 (ja) 2016-04-11 2020-03-04 トヨタ自動車株式会社 車線維持装置
DE102016109856A1 (de) 2016-05-30 2017-11-30 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Kraftfahrzeugs mit einem Objekt auf Grundlage eines maximal vorgebbaren Radlenkwinkels, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug
JP6565859B2 (ja) 2016-10-14 2019-08-28 トヨタ自動車株式会社 車両制御システム
US10725470B2 (en) * 2017-06-13 2020-07-28 GM Global Technology Operations LLC Autonomous vehicle driving systems and methods for critical conditions

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6480768B1 (en) * 1998-07-10 2002-11-12 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Control apparatus for autonomous traveling vehicle and method thereof
WO2012114433A1 (ja) * 2011-02-21 2012-08-30 トヨタ自動車株式会社 走行支援装置及び方法
CN104837705A (zh) * 2012-11-30 2015-08-12 谷歌公司 启用和停用自动驾驶
US9227632B1 (en) * 2014-08-29 2016-01-05 GM Global Technology Operations LLC Method of path planning for evasive steering maneuver
JP2017218020A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
CN108216230A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 大众汽车有限公司 从手动运行模式切换至自动或辅助运行模式的方法和设备
JP2018144782A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 オムロン株式会社 運転モード切替制御装置、方法およびプログラム
CN107200020A (zh) * 2017-05-11 2017-09-26 江苏大学 一种基于混杂理论的无人驾驶汽车自主转向控制系统和方法
CN110546698A (zh) * 2017-06-27 2019-12-06 本田技研工业株式会社 车辆控制装置
JP2019156232A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 本田技研工業株式会社 車両制御装置

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