JP2008044561A - Lane following controller and vehicle with the controller mounted thereon - Google Patents

Lane following controller and vehicle with the controller mounted thereon Download PDF

Info

Publication number
JP2008044561A
JP2008044561A JP2006223716A JP2006223716A JP2008044561A JP 2008044561 A JP2008044561 A JP 2008044561A JP 2006223716 A JP2006223716 A JP 2006223716A JP 2006223716 A JP2006223716 A JP 2006223716A JP 2008044561 A JP2008044561 A JP 2008044561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lane
mode
vehicle
control
lane change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006223716A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5119433B2 (en
Inventor
Raksincharoensak Pongsathorn
ラクシンチャラーンサク ポンサトーン
Masao Nagai
正夫 永井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Tokyo University of Agriculture
Original Assignee
Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Tokyo University of Agriculture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo University of Agriculture and Technology NUC, Tokyo University of Agriculture filed Critical Tokyo University of Agriculture and Technology NUC
Priority to JP2006223716A priority Critical patent/JP5119433B2/en
Publication of JP2008044561A publication Critical patent/JP2008044561A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5119433B2 publication Critical patent/JP5119433B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To release a lane following control operation at appropriate timing so as to prevent a driver from feeling discomfort when the driver changes a lane in operating a lane following controller, and to secure vehicle travelling stability in changing the lane. <P>SOLUTION: A lane following controller 1 comprises a driving mode determination unit 11 for obtaining a steering angle δ, detecting whether or not a temporal change state of the angle δ satisfies a prescribed condition and determining whether or not the temporal change state of the angle δ is caused by the lane change operation; a control unit 12 for generating a target yaw rate γ<SB>c</SB>for the lane following control when the determination unit 11 determines that the change state of the angle δ is not caused by the lane change operation, and for generating a target yaw rate γ<SB>δ</SB>for the lane following control when the determination unit 11 determines that the temporal change state of the angle δ is caused by the lane change operation; and a vehicle drive control unit 13 for generating a vehicle control signal M with the target yaw rate obtained from the control unit 12 as a control parameter. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵角情報さらには操舵角速度情報をドライバの操作意図の推定に用いることで当該推定を正確に行い、さらに当該推定結果に適合した車両運動制御を行うことができる車線追従制御装置およびこれを搭載した自動車に関する。   The present invention provides a lane tracking control device capable of accurately performing the estimation by using the steering angle information or the steering angular velocity information for estimation of the driver's operation intention and further performing vehicle motion control adapted to the estimation result. It relates to a car equipped with this.

近年、車線追従制御装置を搭載した車両(自動車)が開発されるようになっている。この種の自動車では、ドライバにより車線変更操作が行われるような場合には、適宜のタイミングで(すなわち、運転中にドライバに違和感を感じさせない適切なタイミングで)車線追従制御を解除している。たとえば、特許文献1の技術では、車線追従制御中に車線変更が行われる場合には、あらかじめ記憶したドライバの運転行動パターンに基づいて、ドライバの車線変更意図を認識し、車線追従制御を解除する。
特開平11−321690号公報
In recent years, vehicles (automobiles) equipped with a lane tracking control device have been developed. In this type of automobile, when a lane change operation is performed by a driver, the lane tracking control is canceled at an appropriate timing (that is, at an appropriate timing that does not make the driver feel uncomfortable during driving). For example, in the technique of Patent Literature 1, when a lane change is performed during lane tracking control, the driver's intention to change lane is recognized based on the driver's driving behavior pattern stored in advance, and the lane tracking control is canceled. .
JP-A-11-321690

ところが、上記した特許文献1の技術では、異なるドライバが運転する際には車線変更意図の認識ができない。また、車線変更に際してすべての運転操作にかかる制御が解除されてしまうと、スリップ等が生じた場合に重大事故につながる可能性がある。このため、車線追従制御がなされているときに車線変更があったときは、制御を当該車線変更に対応した制御に切り替えることも考えられる。   However, with the technique of Patent Document 1 described above, it is impossible to recognize the intention to change lanes when different drivers drive. In addition, if control for all driving operations is canceled at the time of lane change, a serious accident may occur if a slip or the like occurs. For this reason, when there is a lane change when the lane tracking control is being performed, it is possible to switch the control to a control corresponding to the lane change.

車線追従制御が行われている場合に車線変更操作がなされると、車線追従制御と車線変更のための制御とが干渉し、以下のような問題が生じる。すなわち、ドライバが、車線変更意図に基づき車線変更操作をしても、車線追従制御装置が車線追従制御をし続けるために、円滑な車線変更を行うことができない。また、たとえばドラバイの不注意によりハンドルを僅かに回転させてしまった場合に、ドライバに車線変更意図がないにもかかわらず、制御が車線変更運転用の制御に切り替わってしまうこともある。   If the lane change operation is performed when the lane tracking control is being performed, the lane tracking control and the control for changing the lane interfere with each other, causing the following problems. In other words, even if the driver performs a lane change operation based on the intention of changing the lane, the lane tracking control device continues to perform the lane tracking control, so that the lane change cannot be performed smoothly. For example, when the handle is slightly rotated due to carelessness of the drive, the control may be switched to the control for the lane change operation even though the driver does not intend to change the lane.

さらに、運転履歴を考慮してドライバの車線変更意図を推定し、推定結果に基づき制御を行うことも考えられるが、高い安全性に応えることができる制御技術は従来提供されていない。   Furthermore, it is conceivable to estimate the driver's intention to change the lane in consideration of the driving history, and to perform control based on the estimation result, but no control technology that can respond to high safety has been provided.

本発明の目的は、操舵角等の履歴情報をドライバの操作意図の推定に用いることで当該推定を正確に行い、さらに当該推定結果に適合した車両運動制御(車線追従制御の維持や車線変更操作への円滑な移行)を行うことができる車線追従制御装置およびこれを搭載した自動車を提供することにある。   An object of the present invention is to accurately perform the estimation by using history information such as a steering angle to estimate the driver's operation intention, and further to perform vehicle motion control (maintenance of lane tracking control or lane change operation) adapted to the estimation result. To provide a lane tracking control device and a vehicle equipped with the same.

本発明の車線追従制御装置は、(1)〜(3)を要旨とする。
(1) ヨーレートを制御情報のひとつとして車線追従制御を行う車線追従制御装置において、
操舵角および/または操舵角速度から、現在、車両が車線追従モード下にあるのか、車線変更モード下にあるのか、あるいは、前記車線追従モードまたは前記車線変更モードの一方から他方に遷移する途中の中間モード下にあるのかを判断する運転モード判断部と、
前記運転モード判断部が前記各モードを判定した際に、各モードに対応した制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記運転モード判断部が前記車両が前記車線追従モード下にあると判断したときは車線追従運転用のヨーモーメントまたは横方向付勢力の制御信号を生成し、
前記運転モード判断部が前記車両が前記車線変更モード下にあると判断したときは、制御信号を発生せず、または車線変更運転用のヨーモーメントまたは横方向付勢力の制御信号を生成し、
前記運転モード判断部が前記車両が前記中間モード下にあると判断した場合において、直前に前記車線追従運転用の前記制御信号を生成しているときは当該車線追従運転用の制御信号を、直前に前記車線変更運転用の前記制御信号を生成しているときは当該車線変更運転用の制御信号を生成する、
ことを特徴とする車線追従制御装置。
The lane tracking control device of the present invention is summarized as (1) to (3).
(1) In a lane tracking control device that performs lane tracking control using the yaw rate as one of the control information,
From the steering angle and / or the steering angular velocity, whether the vehicle is currently in the lane tracking mode, the lane change mode, or the middle of the transition from one of the lane tracking mode or the lane change mode to the other An operation mode determination unit that determines whether the mode is under;
When the operation mode determination unit determines each mode, a control unit that performs control corresponding to each mode;
With
The controller is
When the driving mode determination unit determines that the vehicle is in the lane following mode, a control signal for a yaw moment or lateral biasing force for lane following driving is generated,
When the driving mode determination unit determines that the vehicle is in the lane change mode, a control signal is not generated, or a control signal of a yaw moment or a lateral urging force for lane change operation is generated,
When the driving mode determination unit determines that the vehicle is in the intermediate mode, when the control signal for the lane following operation is generated immediately before, the control signal for the lane following operation is When the control signal for the lane change operation is generated, the control signal for the lane change operation is generated.
A lane tracking control device characterized by that.

(2) 前記運転モード判断部は、現在、前記車線追従運転モード下、前記車線変更モード下または前記中間モード下のどのモード下にあるかを、観測可能な量(典型的には、前記操舵角または当該操舵角の回転速度(操舵角速度))を用いて決定することを特徴とする(1)に記載の車線追従制御装置。 (2) The driving mode determination unit is capable of observing the current lane following mode, the lane change mode, or the intermediate mode under which an observable amount (typically, the steering The lane tracking control device according to (1), wherein the lane tracking control device is determined using an angle or a rotational speed of the steering angle (steering angular speed).

(3) 前記車線追従運転モード、前記車線変更モードおよび前記中間モードが、隠れマルコフモデルにおける遷移する状態であり、前記観測可能な量が隠れマルコフモデルにおける出力シンボルであることを特徴とする(2)に記載の車線追従制御装置。 (3) The lane following operation mode, the lane change mode, and the intermediate mode are transition states in a hidden Markov model, and the observable amount is an output symbol in the hidden Markov model (2) Lane tracking control device according to).

本発明の自動車は、(4)および(5)を要旨とする。
(4) (1)から(3)に記載の車線追従制御装置を搭載した自動車であって、後部側または前部側の左右両輪または全輪にそれぞれ独立に駆動されるモータを備え、前記制御部は前記モータを制御することを特徴とする自動車。たとえば、全輪に独立に駆動されるモータを備えている場合、前記制御部はまたは後輪の何れかの左右両輪のモータを制御するようにできる。
The automobile of the present invention is summarized as (4) and (5).
(4) An automobile equipped with the lane tracking control device according to any one of (1) to (3), including a motor that is independently driven on each of the left and right wheels or all the wheels on the rear side or the front side. The vehicle controls the motor. For example, in the case where all the wheels are provided with independently driven motors, the control unit can control the motors of both the left and right wheels of the rear wheels.

(5) (1)から(3)に記載の車線追従制御装置を搭載した自動車であって、後部側または前部側の左右両輪または全輪にそれぞれ独立に制動力を付与可能な制動機を備え、前記制御部は前記制動機を制御することを特徴とする自動車。自動車がエンジン自動車の場合には、制動機はブレーキ機構である。また、自動車が電気自動車の場合には、制動機はブレーキ機構であってもよいし、モータの制動システムであってもよい。 (5) A vehicle equipped with the lane tracking control device according to any one of (1) to (3), and capable of independently applying a braking force to the left and right wheels or all the wheels on the rear side or the front side. And the control unit controls the brake. When the automobile is an engine automobile, the brake is a brake mechanism. When the vehicle is an electric vehicle, the brake may be a brake mechanism or a motor braking system.

操舵角(操舵角速度)等をドライバの操作意図の推定に用いることで当該推定を正確に行い、これにより、車線追従制御装置とドライバとの協調を図ることができる。
また、車線追従制御と車線変更操作との干渉がなくなるので、車線変更意図のあるドライバに操舵中に違和感を感じさせることがない。
さらに、車線変更中には横滑り零化制御に切替えることで、急な車線変更に対して車両が安定して走行することが可能となる。
By using the steering angle (steering angular velocity) or the like for the estimation of the driver's operation intention, the estimation can be performed accurately, whereby the lane tracking control device and the driver can be coordinated.
In addition, since there is no interference between the lane tracking control and the lane change operation, the driver who intends to change the lane does not feel uncomfortable during steering.
Further, by switching to the skid zero control during the lane change, the vehicle can stably travel with respect to a sudden lane change.

本発明の車線追従制御および自動車は、典型的にはインホイールモータタイプの電気自動車に応用されるが、エンジン自動車のようなホイールシャフト駆動タイプの自動車にも適用できる。   The lane tracking control and the vehicle of the present invention are typically applied to an in-wheel motor type electric vehicle, but can also be applied to a wheel shaft drive type vehicle such as an engine vehicle.

本発明では、通常は、操舵される車輪と車線追従制御装置により制御される車輪とは異なっているが、同じであってもよい。たとえば、通常は、前輪が操舵される場合には後輪(駆動輪)が車線追従制御装置により制御されるが、全輪駆動の場合においては前輪は操舵されとともに車線追従制御装置により制御されるようにしてもよい。   In the present invention, normally, the steered wheel and the wheel controlled by the lane tracking control device are different, but may be the same. For example, normally, when the front wheels are steered, the rear wheels (drive wheels) are controlled by the lane tracking control device. However, in the case of all-wheel drive, the front wheels are steered and controlled by the lane tracking control device. You may do it.

図1は本発明の車線追従制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図1において、自動車5(ハンドル101,前輪102,後輪103を含む)に搭載された車線追従制御装置1は、ヨーレートγを制御情報のひとつとして車線追従制御を行うもので、運転モード判断部11と、制御部12と、車両運動制御部13とを備えている。   FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a lane tracking control device of the present invention. In FIG. 1, a lane tracking control device 1 mounted on an automobile 5 (including a steering wheel 101, front wheels 102, and rear wheels 103) performs lane tracking control using yaw rate γ as one of control information. 11, a control unit 12, and a vehicle motion control unit 13.

運転モード判断部11は、操舵角δ(操舵角速度を含む)または操舵角履歴(操舵角速度履歴を含む)から、現在、自動車5が車線追従モードS1下にあるのか、車線変更モードS3にあるのか、またはこれらのモードの一方から他方に遷移する途中の中間モード下S2にあるのかを判断することができる。この判断は、本実施形態では操舵角δまたは操舵角履歴に基づき行っているが、図1において点線nで示すように横偏差Δy(カメラ等により測定することができる)を参照して(操舵角または操舵角履歴に基づき判断に際して横偏差Δyを参照して)行うことができる。なお、操舵角または操舵角履歴を用いることなく横偏差Δyに基づき運転モードを判断することもできるが、この場合には運転モード判断の精度が低下するので、通常は横偏差Δyのみに基づき運転モードを判断することは行わない。 Based on the steering angle δ (including the steering angular velocity) or the steering angle history (including the steering angular velocity history), the driving mode determination unit 11 determines whether the vehicle 5 is currently under the lane tracking mode S 1 or changes to the lane change mode S 3 . located in or can be determined whether the middle mode under S 2 in the course of transition from one to the other of these modes. In this embodiment, this determination is made based on the steering angle δ or the steering angle history. However, as shown by the dotted line n in FIG. 1, the lateral deviation Δy (which can be measured by a camera or the like) is referred to (steering). (Refer to the lateral deviation Δy when determining based on the angle or steering angle history). Note that the driving mode can be determined based on the lateral deviation Δy without using the steering angle or steering angle history. However, in this case, since the accuracy of the driving mode determination is reduced, the driving mode is usually based only on the lateral deviation Δy. The mode is not judged.

制御部12は、車線追従制御用ヨーレート生成手段121と車線変更制御用ヨーレート生成手段122と切替え手段123とを備えている。図1ではヨーレート生成やヨーレートの切り替えはソフトウェアで行っている。
車線追従制御用ヨーレート生成手段121は、運転モード判断部11が、自動車5が車線追従モードS1下にあると判断したときは、車線追従制御用ヨーレートγδを生成する。
The control unit 12 includes a lane tracking control yaw rate generation unit 121, a lane change control yaw rate generation unit 122, and a switching unit 123. In FIG. 1, yaw rate generation and yaw rate switching are performed by software.
The lane tracking control yaw rate generating means 121 generates the lane tracking control yaw rate γ δ when the driving mode determination unit 11 determines that the automobile 5 is under the lane tracking mode S 1 .

また、車線変更制御用ヨーレート生成手段122は、運転モード判断部11が、自動車5が車線変更モードS3下にあると判断したときは車線変更制御用ヨーレートγcを生成する。
さらに、制御部12は、運転モード判断部11が、自動車5が中間モードS2下にあると判断した場合において、直前に車線追従制御用ヨーレートγδを生成してしているときは当該車線追従制御用ヨーレートγδを、直前に車線変更制御用ヨーレートγcを生成してしているときは当該車線変更制御用ヨーレートγcを生成する。
Further, the lane change control yaw rate generating means 122 generates the lane change control yaw rate γ c when the driving mode determination unit 11 determines that the automobile 5 is under the lane change mode S 3 .
Further, the control unit 12, the operation mode determination unit 11, the lane when the vehicle 5 when it is determined that the underlying intermediate mode S 2, is to generate the lane line follow-up control yaw rate gamma [delta] immediately before When the lane change control yaw rate γ c is generated immediately before the tracking control yaw rate γ δ , the lane change control yaw rate γ c is generated.

運転モード判断部11は、前述したようにハンドル101から操舵角δを取得し、この操舵角δの履歴が所定条件に該当するか否かを検出し、当該操舵角δの履歴が車線変更操作によるものか否かを判断する(なお、この判断は前述したように図1において点線nで示すように横偏差Δyを参照して行うことができる)。
たとえば、運転モード判断部11は、操舵角δの時間変化を取得し、操舵角δの時間変化状態が所定条件に該当するか否かを判断する。典型的には、「操舵角δの時間変化状態」は、操舵角速度dδ/dtであるが、これには限定されず、たとえばd2δ/dt2等を含むことができる。
これにより、ドライバの車線変更意図を推測することができる。
すなわち、運転モード判断部11は、走行モードとして、(a)車線追従モードS1、(b)中間モードS2および(c)車線変更モードS3の3つを設定しており、現在どのモードにあるかの確率を可観測な出力シンボルηに基づき隠れマルコフモデルにより決定することができる。
この場合には、出力シンボルを、操舵角δおよび操舵角速度dδ/dtにより決定することができる。
As described above, the driving mode determination unit 11 acquires the steering angle δ from the steering wheel 101, detects whether or not the history of the steering angle δ meets a predetermined condition, and the history of the steering angle δ determines the lane change operation. (This determination can be made with reference to the lateral deviation Δy as shown by the dotted line n in FIG. 1 as described above).
For example, the operation mode determination unit 11 acquires the time change of the steering angle δ, and determines whether or not the time change state of the steering angle δ satisfies a predetermined condition. Typically, the “time change state of the steering angle δ” is the steering angular velocity dδ / dt, but is not limited thereto, and may include, for example, d 2 δ / dt 2 .
Thereby, the driver's intention to change lanes can be estimated.
That is, the driving mode determination unit 11 has set three modes, (a) lane tracking mode S 1 , (b) intermediate mode S 2, and (c) lane change mode S 3 , as the driving mode. Can be determined by a hidden Markov model based on the observable output symbol η.
In this case, the output symbol can be determined by the steering angle δ and the steering angular velocity dδ / dt.

制御部12は、運転モード判断部11が、操舵角δの時間変化状態が車線変更操作によるものでないと判断したときは車線追従制御用のヨーレート(第1の目標ヨーレート)γc(t)を生成し、操舵角δの時間変化が車線変更操作によるものであると判断したときは車線変更制御用のヨーレート(第2の目標ヨーレート)γδ(s)を生成する。切替え手段123は、γc(t)とγδ(s)とをソフト的に切り替えて車両運動制御部13に出力する。車両運動制御部13は、第1の目標ヨーレートγc(t)または第2の目標ヨーレートγδ(s)を取得し、γc(t)およびγδ(s)を制御パラメータとするモーメント制御信号Mを生成し、後輪103に備えられたモータを制御する。 When the operation mode determination unit 11 determines that the time change state of the steering angle δ is not due to the lane change operation, the control unit 12 determines the lane tracking control yaw rate (first target yaw rate) γ c (t). When it is determined that the time change of the steering angle δ is due to the lane change operation, a lane change control yaw rate (second target yaw rate) γ δ (s) is generated. The switching means 123 switches between γ c (t) and γ δ (s) in software and outputs the result to the vehicle motion control unit 13. The vehicle motion control unit 13 acquires the first target yaw rate γ c (t) or the second target yaw rate γ δ (s), and uses the moment control using γ c (t) and γ δ (s) as control parameters. A signal M is generated, and a motor provided in the rear wheel 103 is controlled.

図2は、図1の車線追従制御装置1のより具体的なブロック図である。 第1の目標ヨーレートγc(t)、第2の目標ヨーレートγδ(s)を重み係数wで切り替える手法を採用している。図2の車線追従制御装置1では、車体横方向位置y*の情報と実際の車体横方向位置yとの偏差が、ドライバ21と車線追従制御手段231に送出される。そして、ドライバ21のハンドル操作による操舵角δの情報(操舵角速度の情報を含む)に基づき、運転意図決定手段(図1の運転モード判断部11に相当する)22が車線変更を行う。この運転意図決定手段22による判断に応じて車線追従制御手段231、または車線変更制御手段232による制御の何れか選択される。車線追従制御手段231、車線変更制御手段232の何れの手段による制御が行われるかは、確率(w),確率(1−w)により決まる。すなわち、車線追従制御手段231、車線変更制御手段232の出力の何れかを、運転意図決定手段22により与えられる確率(符号241,242)に応じてセレクタ(図1の切替え手段123に相当)25が選択する。セレクタ25の選択に基づき、車両運運動制御部26(図1の車両運運動制御部13に相当)は、電気自動車27(図1の後輪103のホイールに備えられたモータに相当)にモーメント制御信号Mを送出する。 FIG. 2 is a more specific block diagram of the lane tracking control device 1 of FIG. A technique is employed in which the first target yaw rate γ c (t) and the second target yaw rate γ δ (s) are switched by the weighting factor w. In the lane tracking control device 1 of FIG. 2, the deviation between the information on the vehicle body lateral position y * and the actual vehicle body lateral position y is sent to the driver 21 and the lane tracking control means 231. Based on information on the steering angle δ (including information on the steering angular velocity) by the steering operation of the driver 21, the driving intention determination means (corresponding to the driving mode determination unit 11 in FIG. 1) 22 changes the lane. Either the lane tracking control means 231 or the control by the lane change control means 232 is selected according to the determination by the driving intention determination means 22. Which of the lane following control means 231 and the lane change control means 232 performs control is determined by the probability (w) and the probability (1-w). That is, either the output of the lane tracking control means 231 or the lane change control means 232 is selected according to the probability (reference numerals 241 and 242) given by the driving intention determination means 22 (corresponding to the switching means 123 in FIG. 1) 25. Select. Based on the selection of the selector 25, the vehicle movement control unit 26 (corresponding to the vehicle movement control unit 13 in FIG. 1) generates a moment in the electric vehicle 27 (corresponding to the motor provided on the wheel of the rear wheel 103 in FIG. 1). A control signal M is transmitted.

以下、図2の車線追従制御装置1の作用を詳細に説明する。図2において、第1の目標ヨーレートγc(t)は、車載カメラシステムを利用した前方横偏差零化のための目標ヨーレートであり、車体前方横偏差ysrを用いた二次予測式(1)により、リアルタイムで計算される。
γc(t)=−(2V/lc 2)ysr・・・(1)
V:車体速度,lc:カメラの前方注視距離,ysr:前方横偏差
図2における第2の目標ヨーレートγδ(s)は、車体横滑り角零化のための目標ヨーレートであり、一次遅れ式(2)により計算される。なお、本実施形態で用いている第2の目標ヨーレートγδ(s)は、定常時の横滑り角を零化するものではない。
γδ(s)=〔k/(τ0s+1)〕×δsw(s)・・・(2)
δsw:操舵角,k:ヨーレートゲイン,τ0:時定数,s:ラプラス演算子,
k:2CfV/〔mV2+2(lff−lrr)〕×(1/N),
τ0:IV/2(Cff 2+Crr 2
なお、mは車体重量、Iは車体の完成モーメント、Cf,Crは前輪,後輪のコーナリングパワー、lf,lrは重心点から前輪,後輪までの長さ、Nはステアリングギア比である。式(1),(2)に示す目標ヨーレートに重み係数をかけて、式(3)に従い切り替える。
γd(t)=w(t)・γc(t)+〔1−w(t)〕×γδ(t)・・・(3)
重み係数は、ドライバの運転行動により決定することとし、その認識手法については後述する。
Hereinafter, the operation of the lane tracking control device 1 of FIG. 2 will be described in detail. In FIG. 2, the first target yaw rate γ c (t) is a target yaw rate for zero front lateral deviation using the in-vehicle camera system, and a quadratic prediction formula (1) using the vehicle body front lateral deviation y sr. ) To calculate in real time.
γ c (t) = − (2 V / l c 2 ) y sr (1)
V: body speed, l c : forward gaze distance of camera, y sr : forward lateral deviation The second target yaw rate γ δ (s) in FIG. 2 is a target yaw rate for zero body slip angle, and is a first order lag Calculated by equation (2). Note that the second target yaw rate γ δ (s) used in the present embodiment does not zero out the side slip angle in a steady state.
γ δ (s) = [k / (τ 0 s + 1)] × δ sw (s) (2)
δ sw : steering angle, k: yaw rate gain, τ 0 : time constant, s: Laplace operator,
k: 2C f V / [mV 2 +2 (l f C f −l r C r )] × (1 / N),
τ 0 : IV / 2 (C f l f 2 + C r l r 2 )
Incidentally, m is vehicle weight, I is the body of the finished moments, C f, C r are the front wheels, the rear wheels of the cornering power, l f, l r is the center of gravity front wheels, to the rear wheels length, N is the steering gear Is the ratio. A weighting factor is applied to the target yaw rate shown in equations (1) and (2), and switching is performed according to equation (3).
γ d (t) = w (t) · γ c (t) + [1−w (t)] × γ δ (t) (3)
The weighting factor is determined by the driving behavior of the driver, and the recognition method will be described later.

また、実ヨーレートを目標ヨーレートに追従させるために、ヨーモーメントMは車両ダイナミックスの逆モデルを考えることにより、式(4)から算出する。ただし、式(4)の第1項はプロパな制御系ではないので、τを時定数とした一次のローパスフィルタを付加している。
M(s)=〔s2−(a11+a22)s+a11×a22−a12×a21
/〔(h2s+a211−a11h2)(τs+1)〕×γd(s)
−〔h2s+a211-a112)/(b2s+a211-a112)〕×δf(s)
・・・(4)
11=−2(Cf+Cr)/mV,
12=−〔1+(2Cff−2Crr)/mV2〕,
21=−2(Cff−Crr)/I,
22=−2(Cff 2+Crr 2)/IV,
1=0,b2=1/I,h1=2Cff/mV,h2=2Cff/I
δfは前輪実舵角であるが、直接計算できないため、ドライバ操舵角を利用し、式(5)より求める。
δf=δsw/N・・・(5)
In order to make the actual yaw rate follow the target yaw rate, the yaw moment M is calculated from the equation (4) by considering an inverse model of vehicle dynamics. However, since the first term of equation (4) is not a proper control system, a first-order low-pass filter with τ as a time constant is added.
M (s) = [s 2 - (a 11 + a 22) s + a 11 × a 22 -a 12 × a 21 ]
/ [(H 2 s + a 21 h 1 −a 11 h 2 ) (τs + 1)] × γ d (s)
-[H 2 s + a 211 -a 11 h 2 ) / (b 2 s + a 21 b 1 -a 11 b 2 )] × δ f (s)
... (4)
a 11 = −2 (C f + C r ) / mV,
a 12 = − [1+ (2C f l f −2C r l r ) / mV 2 ],
a 21 = −2 (C f l f −C r l r ) / I,
a 22 = −2 (C f l f 2 + C r l r 2 ) / IV,
b 1 = 0, b 2 = 1 / I, h 1 = 2C f l f / mV, h 2 = 2C f l f / I
δ f is the actual steering angle of the front wheels, but cannot be calculated directly, so it is obtained from equation (5) using the driver steering angle.
δ f = δ sw / N (5)

式(4)により決定したヨーモーメント入力を実現するため、本実施形態では対象とする後輪駆動方式の電気自動車の駆動力制御システムによりヨーモーメントを発生させている。左右輪それぞれの駆動力は直進走行時の駆動力Fx0から同じ駆動力指令値を増減したものとし、以下のように計算できる。
〔左輪の駆動力〕 Fxrl=Fx0−M/d・・・(6)
〔右輪の駆動力〕 Fxrr=Fx0+M/d・・・(7)
d:後輪のトレッド
上記の駆動力は、左右輪それぞれのインホイールモータトルクにより発生させる。モータの減速機構により伝達ロスや車輪のスリップを無視すれば、左右の駆動トルク指令値は式(8),式(9)のようになる。
〔左輪の駆動トルク〕 Tml=Fxrl×rw・・・(8)
〔右輪の駆動トルク〕 Tmr=Fxrr×rw・・・(9)
w:タイヤの有効半径
ドライバの運転行動認識手段として、隠れマルコフモデルを用いた運転制御を説明する。
隠れマルコフモデルは時系列データに基づ確立モデルであり、一般的な行動認識手法である。
これを用いることで、ドライバの車線変更行動を認識することができる。
In order to realize the yaw moment input determined by the equation (4), in this embodiment, the yaw moment is generated by the driving force control system of the electric vehicle of the rear-wheel drive system as a target. The driving force of each of the left and right wheels can be calculated as follows, assuming that the same driving force command value is increased or decreased from the driving force F x0 during straight traveling.
[Left wheel driving force] F xrl = F x0 -M / d (6)
[Driving force of right wheel] F xrr = F x0 + M / d (7)
d: Rear wheel tread The above driving force is generated by the in-wheel motor torque of each of the left and right wheels. If transmission loss and wheel slip are ignored by the motor deceleration mechanism, the left and right drive torque command values are as shown in equations (8) and (9).
[Left wheel drive torque] T ml = F xrl x r w (8)
[Right Wheel Drive Torque] T mr = F xrr × r w (9)
r w : Effective radius of tire Driving control using a hidden Markov model as a driving behavior recognition means of the driver will be described.
The hidden Markov model is an established model based on time series data and is a general action recognition method.
By using this, the driver's lane change behavior can be recognized.

本例では、図3の状態遷移モデルを示すように、ドライバの運転状態として、S1:車線追従状態、S2:待機状態、S3:車線変更状態の3つのパターンを設置した。
これらのドライバの運転状態は観測可能な状態(可視状態)にないため、これらの運転状態を可視のシンボルηdに置き換えることで、現在の運転状態を推定することとする。
可視のシンボルηdはドライバの操舵角と操舵角速度により決定することとし、そのために、図4(A),(B)に示すようなメンバシップ関数を設定し、これを用いて出力シンボルηdを決定する。
図4(A),(B)のメンバシップ関数の閾値はδ1=0.25rad,δ2=0.5rad,dδ1/dt=1.0rad/sec,dδ2/dt=2.0rad/secである。
このメンバシップ関数を用いることで、あるステップ時間tnにおいて、操舵角δ、操舵角速度dδ/dtからそれぞれ3つの値μδl,μδ'm(l,m=1,2,3、なお、δ’はδの微分係数である)を得ることができる。次に、これらの値を式(10)に従い、9つの積Hk(k=1,2,・・・,9)を求める。最後に式(11)に従い、9つの積Hkの値が最大のものの添え字を時間tnにおける出力シンボルμδ'mの値とする。
k(tn)=μδl×μδ'm・・・(10)
μd(tn)=arg max[Hk(tn)] ・・・(11)
時間により変化する各状態は遷移確率<ay>(以下、明細書中では確率を三角括弧「<>」で示す)により変化し、出力シンボルは各状態から出力確率<by>によって出力される。これらの確率は状態遷移確率行列《Ay》(以下、明細書中では行列を二重三角括弧「《》」で示す)、出力確率行列《By》として、Baum−Welchのアルゴリズムを用いて学習させ、式(12)のように各出力シンボルに対応する出力分布確率《Bd》を設定する。
《Bd》(yd(tn))[3×3]=diag{<bj>yd(tn)}・・・(12)
In this example, as shown in the state transition model of FIG. 3, three patterns of S 1 : lane following state, S 2 : standby state, and S 3 : lane change state are installed as the driving state of the driver.
Since the driving states of these drivers are not in an observable state (visible state), the current driving state is estimated by replacing these driving states with a visible symbol η d .
The visible symbol η d is determined by the steering angle and steering angular velocity of the driver. For this purpose, a membership function as shown in FIGS. 4A and 4B is set, and this is used to output the output symbol η d. To decide.
The threshold values of the membership functions in FIGS. 4A and 4B are δ 1 = 0.25 rad, δ 2 = 0.5 rad, dδ 1 /dt=1.0 rad / sec, dδ 2 /dt=2.0 rad / sec.
By using this membership function, at a certain step time t n , three values μ δl , μ δ′m (1, m = 1, 2, 3, respectively) from the steering angle δ and the steering angular velocity dδ / dt, δ ′ is the derivative of δ). Next, nine values H k (k = 1, 2,..., 9) are obtained from these values according to the equation (10). Finally, according to equation (11), the subscript with the largest value of the nine products H k is taken as the value of the output symbol μ δ′m at time t n .
H k (t n ) = μ δl × μ δ′m (10)
μ d (t n ) = arg max [H k (t n )] (11)
Each state that changes with time changes with a transition probability <a y> (hereinafter, the probability is indicated by a triangle bracket “<>”), and an output symbol is output from each state with an output probability <b y >. The These probabilities are expressed as a state transition probability matrix << A y >> (hereinafter, the matrix is indicated by double triangle brackets "<<>>") and an output probability matrix << B y >> using the Baum-Welch algorithm. Learning is performed, and an output distribution probability << B d >> corresponding to each output symbol is set as in Expression (12).
<< B d >> (y d (t n )) [3 × 3] = diag {<b j > y d (t n )} (12)

以上に述べた隠れマルコフモデルから現在のドライバの運転行動を認識するための方法を以下に述べる。
まず、式(13)のような行列ベクトルを定義する。
《P》n|n[3×1] =[Pn|n(1) Pn|n(2) Pn|n(3)]T・・・(13)
ただし、Pn|n(i)は現在のステップ時間tnにおけるドラバの運転状態がSi(i=1,2,3)である確率であり、これらは以下に示す式(14),(15)に従い求めることができる。
《P》n|n-1[3×1]=《A》T [3×3]《P》n-1|n-1[3×1] ・・・(14)
《P》n|n[3×1]=《B》d(yd(tn))[3×3] 《P》n|n-1[3×1]
/[111]《B》d(yd(tn))[3×3] 《P》n|n-1[3×1] ・・・(15)
以上の手法により、求めた値から、式(16),式(17),式(18)の規則に従い、ドライバの運転行動を決定する。認識結果を制御に適用するため、決定した運転行動をもとに前節で述べた切り替えシステムの重み係数をもとに前節で述べた切り替えシステムの重み係数を決定する。本実施形態では、車線変更行動であると認識されれば“0”、車線変更行動であると認識されなければ“1”を出力することとしている。
A method for recognizing the current driving behavior of the driver from the hidden Markov model described above is described below.
First, a matrix vector such as Equation (13) is defined.
<< P >> n | n [3 × 1] = [P n | n (1) P n | n (2) P n | n (3)] T (13)
However, P n | n (i) is the probability that the driving state of the driver at the current step time t n is S i (i = 1, 2, 3), and these are the following equations (14), ( 15).
<< P >> n | n-1 [3 × 1] = << A >> T [3 × 3] << P >> n-1 | n-1 [3 × 1] (14)
<< P >> n | n [3 × 1] = << B >> d (y d (t n )) [3 × 3] << P >> n | n−1 [3 × 1] }
/ [111] << B >> d (y d (t n )) [3 × 3] << P >> n | n−1 [3 × 1] (15)
With the above method, the driving behavior of the driver is determined from the obtained values according to the rules of Expression (16), Expression (17), and Expression (18). In order to apply the recognition result to the control, the weighting coefficient of the switching system described in the previous section is determined based on the weighting coefficient of the switching system described in the previous section based on the determined driving behavior. In the present embodiment, “0” is output if the lane change action is recognized, and “1” is output if the lane change action is not recognized.

すなわち、
arg max{Pn|n(i)}=1のときは、w(tn)=1・・・(16)
arg max{Pn|n(i)}=3のときは、w(tn)=0・・・(17)
その他のときは、w(tn)=w(tn-1
以上に述べた隠れマルコフモデルを用いた運転行動認識システムの有効性の検証を行った。システムを実車に実装し、図5に示すシングルレーンチェンジの走行実験を行い、ドライバの操舵角入力、操舵角速度入力により、車線追従、車線変更の行動認識アルゴリズムが有効であるかを検証した。結果を図6に示す。図6において、(A)はドライバの操舵角、(B)は操舵角速度、(C)は出力シンボル、(D)は行動認識出力を示す図である。
結果から、ドライバのハンドル操作後に行動認識出力が0になり、車線変更行動が認識されていることが確認できる。また、ドライバが車線変更を終え、ハンドル操作を終了した後は、行動認識出力が再び1への戻り、車線追従の運転意図を認識できていることからも、システムの有効性を確認できた。
That is,
When arg max {P n | n (i)} = 1, w (t n ) = 1 (16)
When arg max {P n | n (i)} = 3, w (t n ) = 0 (17)
In other cases, w (t n ) = w (t n-1 )
The effectiveness of the driving behavior recognition system using the hidden Markov model described above was verified. The system was installed in an actual vehicle, and a single lane change driving experiment shown in FIG. 5 was conducted to verify whether the action recognition algorithm for lane tracking and lane change was effective by the driver's steering angle input and steering angular velocity input. The results are shown in FIG. 6, (A) is a steering angle of a driver, (B) is a steering angular velocity, (C) is an output symbol, and (D) is a diagram showing an action recognition output.
From the result, it can be confirmed that the action recognition output becomes 0 after the driver's steering wheel operation, and the lane change action is recognized. In addition, after the driver finished changing the lane and finished the steering wheel operation, the action recognition output returned to 1 again, and the driver was able to recognize the driving intention of following the lane, confirming the effectiveness of the system.

運転行動認識に基づく支援効果をシミュレーションにより検討した。シミュレーションの条件は図7に示すように、車体速度35km/hで走行し、5秒後に幅2mの車線変更を10mの間に行うものとした。なお、今回のシミュレーションでは、DYC(Dynamic Yawmoment Controrl)入力の上限値を400Nm、下限値を−400Nmとした。
シミュレーションの結果を図8,図9に示す。図8は切り替えシステムを適用せずに、車線追従制御のみで走行した場合の結果を示している。また、図9は本発明を適用した場合の結果を示す図である。
図8,図9において(A)は前方横偏差を、(B)は操舵角を、(C)は重み係数およびDYC入力を、(D)は実ヨーレートおよび目標ヨーレートを、(E)は横滑り角をそれぞれ示すグラフである。
また、車線追従制御のみの車両軌跡を図10に、行動認識システムを適用した制御の車両軌跡を図11に示す。
図8から、目標ヨーレートの切り替えを行わず、車線追従制御のみで走行した場合、車線変更時に、ドライバの行動に反するヨーモーメントが働き、初期の車線変更において、大きな操舵角が必要となることが確認できる。それに対して、提案したシステムは、図9より、車線変更の行動認識が行われていることが確認できる。それにより、車線変更中は、横滑り角零化のために、操舵角に応じた目標ヨーレートに切り替わり、実ヨーレートが目標ヨーレートに追従し、その結果横滑り角が抑えられる。さらに、図10、図11により、車線追従制御のみで走行した場合の車両軌跡は目標コースからの偏差が大きいのに対し、本発明のシステムは追従性能が上がっていることがわかる。
The effect of support based on driving behavior recognition was examined by simulation. As shown in FIG. 7, the simulation conditions were that the vehicle traveled at a vehicle speed of 35 km / h, and the lane change with a width of 2 m was performed within 10 m after 5 seconds. In this simulation, the upper limit value of DYC (Dynamic Yawmoment Control) input is set to 400 Nm, and the lower limit value is set to −400 Nm.
The simulation results are shown in FIGS. FIG. 8 shows a result when the vehicle travels only by lane tracking control without applying the switching system. Moreover, FIG. 9 is a figure which shows the result at the time of applying this invention.
8 and 9, (A) is the front lateral deviation, (B) is the steering angle, (C) is the weighting factor and DYC input, (D) is the actual yaw rate and target yaw rate, and (E) is the skid. It is a graph which shows each corner.
Further, FIG. 10 shows a vehicle trajectory for lane tracking control only, and FIG. 11 shows a vehicle trajectory for control using the action recognition system.
From FIG. 8, when the target yaw rate is not switched and the vehicle travels only with the lane tracking control, a yaw moment against the driver's action works when the lane is changed, and a large steering angle is required in the initial lane change. I can confirm. On the other hand, the proposed system can confirm that the action recognition of the lane change is performed from FIG. Thereby, during the lane change, the side yaw rate is switched to the target yaw rate according to the steering angle in order to nullify the side slip angle, and the actual yaw rate follows the target yaw rate, and as a result, the side slip angle is suppressed. Furthermore, it can be seen from FIGS. 10 and 11 that the vehicle trajectory in the case of traveling only by lane tracking control has a large deviation from the target course, whereas the system of the present invention has improved tracking performance.

隠れマルコフモデルを用いた運転行動認識システムを適用したヨーモーメント制御を実車NOVEL−1に搭載し、シミュレーションと同様に図5のシングルレーンチェンジ走行実験を行い、運転行動の認識精度及び提案したDYCの支援効果を、目標ヨーレートの切り替えを行わない車線追従制御のみで走行した場合と比較した。実験結果の時系列データを図12,図13に示す。図12,図13において(A)は前方横偏差を、(B)は操舵角を、(C)は重み係数およびDYC入力を、(D)は後輪左右の駆動トルク,ヨーレートを、(E)は横滑り角をそれぞれ示すグラフである。
また、図14はドライバの操舵角速度、図15は車体横滑り角とドライバの操舵角によるリサージュ曲線である。図15のリサージュ曲線は、操舵角‐横滑り角線図上の面積が小さいほど、安定性が優れることを意味する。
図12により、目標ヨーレートの切り替えを行わない車線追従制御モードのみで走行した場合、車線変更中は元の車線に戻そうとするヨーモーメントが加わり、ドライバの操舵負担になっていることがわかる。
また、車線変更中には、図13より、車線変更中に重み係数が0に切り替わり、横滑り角零化制御に切り替わることで、ドライバの操舵入力に比例した目標ヨーレートが算出される。また、車線変更終了後、重み係数は再び1に戻っていることから、運転行動認識が行われていることが確認できた。
図14により、初期の車線変更において、本発明を適用したヨーモーメント制御は、操舵角速度が小さくなっており、緊急時において、ドライバの操舵角介入がしやすくなる。さらに、図15から、横滑り角が操舵角とともに同時に低減されており、車両の操縦安定性が工場いていることが確認でき、運転行動認識に基づくヨーモーメント制御システムの有効性が実車実験により実証できた。
The actual vehicle NOVEL-1 is equipped with a yaw moment control that applies a driving behavior recognition system using a hidden Markov model, and the single lane change driving experiment of Fig. 5 is performed in the same way as the simulation, and the recognition accuracy of the driving behavior and the proposed DYC The support effect was compared with the case where the vehicle traveled only by lane tracking control without switching the target yaw rate. The time series data of the experimental results are shown in FIGS. 12 and 13, (A) is the front lateral deviation, (B) is the steering angle, (C) is the weighting factor and DYC input, (D) is the driving torque and yaw rate for the left and right rear wheels, (E ) Is a graph showing the sideslip angle.
FIG. 14 shows a driver's steering angular velocity, and FIG. 15 shows a Lissajous curve based on a vehicle body side slip angle and a driver's steering angle. The Lissajous curve in FIG. 15 means that the smaller the area on the steering angle-slip angle diagram, the better the stability.
As can be seen from FIG. 12, when the vehicle travels only in the lane follow-up control mode in which the target yaw rate is not switched, a yaw moment for returning to the original lane is added during the lane change, which is a driver's steering burden.
In addition, during the lane change, the target yaw rate proportional to the driver's steering input is calculated from FIG. 13 by switching the weighting coefficient to 0 and switching to the side slip angle zeroing control during the lane change. Moreover, since the weighting coefficient has returned to 1 again after the lane change is completed, it has been confirmed that driving action recognition is being performed.
As shown in FIG. 14, in the initial lane change, the yaw moment control to which the present invention is applied has a small steering angular velocity, which makes it easier for the driver to intervene in the steering angle in an emergency. Further, from FIG. 15, it is confirmed that the skid angle is simultaneously reduced together with the steering angle, and it is confirmed that the vehicle handling stability is in the factory, and the effectiveness of the yaw moment control system based on the driving behavior recognition can be verified by an actual vehicle experiment. It was.

以上述べたように、本発明の車線追従制御装置1では、ヨーレートγを制御パラメータのひとつとして車線追従制御を行う機能を有し、(a)操舵角δを取得し当該操舵角の時間変化状態が所定条件に該当するか否かを検出し、当該操舵角δの時間変化状態が車線変更操作によるものか否かを判断する運転モード判断部11と、(b)運転モード判断部11が操舵角の時間変化状態が車線変更操作によらないものと判断したときは車線追従制御用の目標ヨーレート(γc)を生成し、運転モード判断部11が操舵角δの時間変化状態が車線変更操作によるものと判断したきは車線変更制御用の目標ヨーレート(γδ)を生成する制御部12と、(c)少なくとも制御部12により取得した目標ヨーレートを制御パラメータとする車両制御信号Mを生成する車両運動制御部13とを備える。これにより、車線追従制御装置作動中にドライバによる車線変更操作が行われる場合において、違和感を感じさせないように適切なタイミングで車線追従制御動作を解除し、かつ車線変更時における車両走行安定性を確保することができる。 As described above, the lane tracking control device 1 of the present invention has a function of performing lane tracking control using the yaw rate γ as one of the control parameters, and (a) obtains the steering angle δ and changes the steering angle over time. Driving mode determination unit 11 that detects whether or not the time change state of the steering angle δ is due to a lane change operation, and (b) the driving mode determination unit 11 performs steering. When it is determined that the time change state of the angle is not due to the lane change operation, a target yaw rate (γ c ) for lane tracking control is generated, and the driving mode determination unit 11 determines that the time change state of the steering angle δ is the lane change operation. If the control unit 12 determines that the target yaw rate (γ δ ) for lane change control is generated, and (c) at least a vehicle control signal M using the target yaw rate acquired by the control unit 12 as a control parameter. And a vehicle motion control unit 13 to be generated. As a result, when a lane change operation is performed by the driver while the lane tracking control device is in operation, the lane tracking control operation is canceled at an appropriate timing so as not to feel a sense of incongruity, and vehicle running stability at the time of lane change is ensured can do.

本発明の車線追従制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing one embodiment of a lane following control device of the present invention. 図1の車線追従制御装置のより具体的なブロック図である。FIG. 2 is a more specific block diagram of the lane tracking control device of FIG. 1. 車線追従状態、待機状態、車線変更状態の3つのパターンを設置した。Three patterns were installed: lane tracking state, standby state, and lane change state. (A),(B)はメンバシップ関数を示す図である。(A), (B) is a figure which shows a membership function. シングルレーンチェンジの走行実験を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the driving | running | working experiment of a single lane change. 車線追従、車線変更の行動認識アルゴリズムが有効であるかを検証するための図であり、(A)はドライバの操舵角、(B)は操舵角速度、(C)は出力シンボル、(D)は行動認識出力を示す図である。It is a figure for verifying whether the action recognition algorithm of lane following and lane change is effective, (A) is a steering angle of a driver, (B) is a steering angular velocity, (C) is an output symbol, (D) is It is a figure which shows action recognition output. 運転行動認識に基づく支援効果を示すシミュレーションの条件を示す図である。It is a figure which shows the conditions of the simulation which shows the assistance effect based on driving action recognition. 切り替えシステムを適用せずに、車線追従制御のみで走行した場合の結果を示す図であり、(A)は前方横偏差を、(B)は操舵角を、(C)は重み係数およびDYC入力を、(D)は実ヨーレートおよび目標ヨーレートを、(E)は横滑り角をそれぞれ示すグラフである。It is a figure which shows the result at the time of drive | working only by lane tracking control, without applying a switching system, (A) is a front lateral deviation, (B) is a steering angle, (C) is a weighting coefficient and DYC input. (D) is a graph showing an actual yaw rate and a target yaw rate, and (E) is a graph showing a skid angle. 本発明を適用した場合の結果を示す図であり、(A)は前方横偏差を、(B)は操舵角を、(C)は重み係数およびDYC入力を、(D)は実ヨーレートおよび目標ヨーレートを、(E)は横滑り角をそれぞれ示すグラフである。It is a figure which shows the result at the time of applying this invention, (A) is a front lateral deviation, (B) is a steering angle, (C) is a weighting factor and DYC input, (D) is an actual yaw rate and target (E) is a graph showing the side slip angle. 車線追従制御のみの車両軌跡を示す図である。It is a figure which shows the vehicle locus only of lane following control. 本発明における行動認識システムを適用した制御の車両軌跡を示す図である。It is a figure which shows the vehicle locus | trajectory of the control which applied the action recognition system in this invention. 目標ヨーレートの切り替えを行わない車線追従制御モードのみで走行した場合の実験結果の時系列データを示す図であり、(A)は前方横偏差を、(B)は操舵角を、(C)は重み係数およびDYC入力を、(D)は後輪左右の駆動トルク,ヨーレートを、(E)は横滑り角をそれぞれ示すグラフである。It is a figure which shows the time series data of the experimental result at the time of drive | working only by the lane tracking control mode which does not switch a target yaw rate, (A) is a front lateral deviation, (B) is a steering angle, (C) is The weighting coefficient and DYC input, (D) is a graph showing the left and right driving torque and yaw rate, and (E) is a graph showing the side slip angle. 本発明による行動認識システムによる制御を行って走行した場合の実験結果の時系列データを示す図であり、(A)は前方横偏差を、(B)は操舵角を、(C)は重み係数およびDYC入力を、(D)は後輪左右の駆動トルク,ヨーレートを、(E)は横滑り角をそれぞれ示すグラフである。It is a figure which shows the time series data of the experimental result at the time of driving | running | working controlling by the action recognition system by this invention, (A) is a front lateral deviation, (B) is a steering angle, (C) is a weighting coefficient. And (D) is a graph showing the left and right driving torque and yaw rate, and (E) is a graph showing the side slip angle. ドライバの操舵角速度を示す図である。It is a figure which shows the steering angular velocity of a driver. 車体横滑り角とドライバの操舵角によるリサージュ曲線である。It is a Lissajous curve by a body side slip angle and a driver's steering angle.

符号の説明Explanation of symbols

1 車線追従制御装置
5 車両
11 運転モード判断部
12 制御部
13 車両運動制御部
14 偏差検出部
101 ハンドル
102 前輪
103 後輪
121 車線追従制御用ヨーレート生成手段
122 車線変更制御用ヨーレート生成手段
123 切替え手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lane tracking control apparatus 5 Vehicle 11 Operation mode judgment part 12 Control part 13 Vehicle motion control part 14 Deviation detection part 101 Handle 102 Front wheel 103 Rear wheel 121 Yaw rate generation means for lane tracking control 122 Yaw rate generation means for lane change control 123 Switching means

Claims (5)

ヨーレートを制御情報のひとつとして車線追従制御を行う車線追従制御装置において、
操舵角および/または操舵角速度から、現在、車両が車線追従モード下にあるのか、車線変更モード下にあるのか、あるいは、前記車線追従モードまたは前記車線変更モードの一方から他方に遷移する途中の中間モード下にあるのかを判断する運転モード判断部と、
前記運転モード判断部が前記各モードを判定した際に、各モードに対応した制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記運転モード判断部が前記車両が前記車線追従モード下にあると判断したときは車線追従運転用のヨーモーメントまたは横方向付勢力の制御信号を生成し、
前記運転モード判断部が前記車両が前記車線変更モード下にあると判断したときは、制御信号を発生せず、または車線変更運転用のヨーモーメントまたは横方向付勢力の制御信号を生成し、
前記運転モード判断部が前記車両が前記中間モード下にあると判断した場合において、直前に前記車線追従運転用の前記制御信号を生成しているときは当該車線追従運転用の制御信号を、直前に前記車線変更運転用の前記制御信号を生成しているときは当該車線変更運転用の制御信号を生成する、
ことを特徴とする車線追従制御装置。
In a lane tracking control device that performs lane tracking control using the yaw rate as one of the control information,
From the steering angle and / or the steering angular velocity, whether the vehicle is currently in the lane tracking mode, the lane change mode, or the middle of the transition from one of the lane tracking mode or the lane change mode to the other An operation mode determination unit that determines whether the mode is under;
When the operation mode determination unit determines each mode, a control unit that performs control corresponding to each mode;
With
The controller is
When the driving mode determination unit determines that the vehicle is in the lane following mode, a control signal for a yaw moment or lateral biasing force for lane following driving is generated,
When the driving mode determination unit determines that the vehicle is in the lane change mode, a control signal is not generated, or a control signal of a yaw moment or a lateral urging force for lane change operation is generated,
When the driving mode determination unit determines that the vehicle is in the intermediate mode, when the control signal for the lane following operation is generated immediately before, the control signal for the lane following operation is When the control signal for the lane change operation is generated, the control signal for the lane change operation is generated.
A lane tracking control device characterized by that.
前記運転モード判断部は、現在、前記車線追従運転モード下、前記車線変更モード下または前記中間モード下のどのモード下にあるかを、観測可能な量を用いて決定することを特徴とする請求項1に記載の車線追従制御装置。   The operation mode determination unit determines, using an observable amount, which mode is currently under the lane following operation mode, the lane change mode, or the intermediate mode. Item 2. A lane tracking control device according to item 1. 前記車線追従運転モード、前記車線変更モードおよび前記中間モードが、隠れマルコフモデルにおける遷移する状態であり、前記観測可能な量が隠れマルコフモデルにおける出力シンボルであることを特徴とする請求項2に記載の車線追従制御装置。   3. The lane following operation mode, the lane change mode, and the intermediate mode are transition states in a hidden Markov model, and the observable amount is an output symbol in the hidden Markov model. Lane tracking control device. 請求項1から3に記載の車線追従制御装置を搭載した自動車であって、後部側または前部側の左右両輪または全輪にそれぞれ独立に駆動されるモータを備え、前記制御部は前記モータを制御することを特徴とする自動車。   An automobile equipped with the lane tracking control device according to claim 1, further comprising a motor that is independently driven on each of the left and right wheels or all the wheels on the rear side or the front side, and the control unit includes the motor. An automobile characterized by controlling. 請求項1から3に記載の車線追従制御装置を搭載した自動車であって、後部側または前部側の左右両輪または全輪にそれぞれ独立に制動力を付与する制動機を備え、前記制御部は前記制動機を制御することを特徴とする自動車。
An automobile equipped with the lane tracking control device according to claim 1, further comprising a brake that independently applies a braking force to the left and right wheels or all the wheels on the rear side or the front side. An automobile characterized by controlling the brake.
JP2006223716A 2006-08-20 2006-08-20 Vehicle motion control device and automobile equipped with the same Active JP5119433B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006223716A JP5119433B2 (en) 2006-08-20 2006-08-20 Vehicle motion control device and automobile equipped with the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006223716A JP5119433B2 (en) 2006-08-20 2006-08-20 Vehicle motion control device and automobile equipped with the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008044561A true JP2008044561A (en) 2008-02-28
JP5119433B2 JP5119433B2 (en) 2013-01-16

Family

ID=39178695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006223716A Active JP5119433B2 (en) 2006-08-20 2006-08-20 Vehicle motion control device and automobile equipped with the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5119433B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7925415B2 (en) * 2007-10-18 2011-04-12 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle drive assist system
JP2013503079A (en) * 2009-08-31 2013-01-31 トヨタ モーター ヨーロッパ ナームロゼ フェンノートシャップ/ソシエテ アノニム Vehicle or traffic control method and system
KR101390909B1 (en) * 2012-02-02 2014-04-30 자동차부품연구원 A system to detect and to decide the lateral lane change intention of drivers
KR101439017B1 (en) 2013-04-11 2014-10-30 현대자동차주식회사 System for controlling change of lane
KR101551096B1 (en) * 2014-06-05 2015-09-21 현대자동차주식회사 Lane changing apparatus and method of autonomous vehicle
JP2016002792A (en) * 2014-06-13 2016-01-12 富士重工業株式会社 Vehicle behavior control device and vehicle behavior control method
JP2016021834A (en) * 2014-07-15 2016-02-04 富士重工業株式会社 Behavior control device of vehicle and behavior control method of the same
JP2016101837A (en) * 2014-11-28 2016-06-02 富士重工業株式会社 Control device of vehicle and control method of vehicle
CN105835886A (en) * 2015-02-02 2016-08-10 丰田自动车株式会社 Drive assistance apparatus
US10011281B1 (en) 2017-03-14 2018-07-03 Hyundai Motor Company Lane change device, system including the same, and method thereof
JP7392793B1 (en) 2022-09-26 2023-12-06 いすゞ自動車株式会社 Steering control device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1178949A (en) * 1997-09-13 1999-03-23 Honda Motor Co Ltd Steering unit of vehicle
JPH1199848A (en) * 1997-09-30 1999-04-13 Nissan Motor Co Ltd Vehicle action estimating device
JPH11321690A (en) * 1998-03-10 1999-11-24 Nissan Motor Co Ltd Lane keep system
JP2002211430A (en) * 2001-01-22 2002-07-31 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Vehicle running support device
JP2004243783A (en) * 2002-11-20 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd Lane deviation preventing device
JP2006224750A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Honda Motor Co Ltd Steering device for vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1178949A (en) * 1997-09-13 1999-03-23 Honda Motor Co Ltd Steering unit of vehicle
JPH1199848A (en) * 1997-09-30 1999-04-13 Nissan Motor Co Ltd Vehicle action estimating device
JPH11321690A (en) * 1998-03-10 1999-11-24 Nissan Motor Co Ltd Lane keep system
JP2002211430A (en) * 2001-01-22 2002-07-31 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Vehicle running support device
JP2004243783A (en) * 2002-11-20 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd Lane deviation preventing device
JP2006224750A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Honda Motor Co Ltd Steering device for vehicle

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7925415B2 (en) * 2007-10-18 2011-04-12 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle drive assist system
JP2013503079A (en) * 2009-08-31 2013-01-31 トヨタ モーター ヨーロッパ ナームロゼ フェンノートシャップ/ソシエテ アノニム Vehicle or traffic control method and system
KR101390909B1 (en) * 2012-02-02 2014-04-30 자동차부품연구원 A system to detect and to decide the lateral lane change intention of drivers
KR101439017B1 (en) 2013-04-11 2014-10-30 현대자동차주식회사 System for controlling change of lane
US9014919B2 (en) 2013-04-11 2015-04-21 Hyundai Motor Company Method and system for controlling change of lane
US20170106905A1 (en) * 2014-06-05 2017-04-20 Hyundai Motor Company Lane changing apparatus and method of autonomous vehicle
US20150355641A1 (en) * 2014-06-05 2015-12-10 Hyundai Motor Company Lane changing apparatus and method of autonomous vehicle
US9625910B2 (en) 2014-06-05 2017-04-18 Hyundai Motor Company Lane changing apparatus and method of autonomous vehicle
KR101551096B1 (en) * 2014-06-05 2015-09-21 현대자동차주식회사 Lane changing apparatus and method of autonomous vehicle
US10156846B2 (en) 2014-06-05 2018-12-18 Hyundai Motor Company Lane changing apparatus and method of autonomous vehicle
JP2016002792A (en) * 2014-06-13 2016-01-12 富士重工業株式会社 Vehicle behavior control device and vehicle behavior control method
JP2016021834A (en) * 2014-07-15 2016-02-04 富士重工業株式会社 Behavior control device of vehicle and behavior control method of the same
JP2016101837A (en) * 2014-11-28 2016-06-02 富士重工業株式会社 Control device of vehicle and control method of vehicle
CN105835886A (en) * 2015-02-02 2016-08-10 丰田自动车株式会社 Drive assistance apparatus
US9679488B2 (en) 2015-02-02 2017-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive assistance apparatus
US10011281B1 (en) 2017-03-14 2018-07-03 Hyundai Motor Company Lane change device, system including the same, and method thereof
JP7392793B1 (en) 2022-09-26 2023-12-06 いすゞ自動車株式会社 Steering control device
JP2024047445A (en) * 2022-09-26 2024-04-05 いすゞ自動車株式会社 Steering control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5119433B2 (en) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5119433B2 (en) Vehicle motion control device and automobile equipped with the same
US10046802B2 (en) Driving assistance control apparatus for vehicle
JP6269557B2 (en) Vehicle driving support control device
JP5143103B2 (en) Vehicle motion control device
JP5193885B2 (en) Vehicle motion control device
JP4568302B2 (en) Vehicle longitudinal acceleration control apparatus using jerk information
US8983765B2 (en) Method and system for lane centering control
EP3007957B1 (en) Method for controlling torque of eps system of vehicle and eps system of vehicle
WO2009110151A1 (en) Lane keeping assist device and lane keeping assist method
US20130090825A1 (en) Lane-change assistance system of vehicle and lane-change assistance method thereof
CN103661399A (en) Method for determining an evasion trajectory for a motor vehicle, and safety device or safety system
JP5299756B2 (en) vehicle
JP2009096349A (en) Vehicle driving support device
JP5023869B2 (en) VEHICLE DRIVE OPERATION SUPPORT DEVICE AND VEHICLE DRIVE OPERATION SUPPORT METHOD
Katzourakis et al. Shared control for road departure prevention
CN101674965A (en) Vehicle behavior controller
JP2005537969A (en) A method to assist the driver when driving
JP5624282B2 (en) Vehicle driving support apparatus and vehicle driving support method
JP2004082862A (en) Electric power steering device
CN105050884B (en) Collision avoidance assistance device and collision avoidance assistance method
JP2019043196A (en) Driving support device, driving support method and driving support system
CN113508070B (en) Electronic transverse dynamics control system for an automatically driven motor vehicle
KR20210089229A (en) Obstacle avoidance method and system for controlling steering and differential braking systems
US20240075981A1 (en) Model predictive brake-to-steer control for automated vehicles
JP4821185B2 (en) Vehicle steering control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090820

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111122

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120508

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120925

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150