JP2017047765A - 走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
撮像部が撮像した周辺画像からレーンマークを認識するレーンマーク認識部と、
前記レーンマークの認識結果に応じて車両のレーン維持制御を行うレーン維持制御部と、
前記車両が走行中の第1レーンから第2レーンへのレーン変更制御を行うレーン変更制御部と、
前記レーン変更制御と前記レーン維持制御との切替えを制御する切替制御部と
を備え、
前記切替制御部は、前記レーン変更制御と前記レーン維持制御との切替えを行う際、当該切替えのための移行時間を設定し、前記移行時間において前記レーン変更制御と前記レーン維持制御とを徐々に切り替える
ことを特徴とする。
[A1.構成]
(A1−1.全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る走行制御装置としての走行支援電子制御装置68(以下「走行支援ECU68」又は「ECU68」という。)を備える走行支援システム12を搭載した車両10の構成を示すブロック図である。車両10(以下「自車10」ともいう。)は、走行支援システム12に加え、駆動力制御システム14、制動力制御システム16、電動パワーステアリングシステム18(以下「EPSシステム18」という。)、方向指示器20、車速センサ22及びヨーレートセンサ24を有する。
図1に示すように、走行支援システム12は、走行支援ECU68に加え、前方カメラ60、前方レーダ62、側方カメラ64l、64r及びLKASスイッチ66(LKAS:Lane Keeping Assist System)を有する。
撮像部としての前方カメラ60(以下「カメラ60」ともいう。)は、車両10の前方の画像Icf(以下「前方画像Icf」ともいう。)を取得する。そして、画像Icfに対応する信号(以下「画像信号Scf」又は「信号Scf」という。)をECU68に出力する。以下では、前方カメラ60が検出した検出物体500を「カメラ物標500c」ともいう。
前方レーダ62(以下「レーダ62」ともいう。)は、電磁波(ここではミリ波)である送信波Wtを車両10の外部に出力し、送信波Wtのうち検出物体500(例えば、周辺車両、歩行者を含む。)に反射して戻って来る反射波Wrを受信する。そして、反射波Wrに対応する検出信号(以下「反射波信号Swr」又は「信号Swr」という。)をECU68に出力する。信号Swrは、レーダ62が取得した情報Ir(以下「レーダ情報Ir」ともいう。)を含む。以下では、レーダ62が検出した検出物体500を「レーダ物標500r」ともいう。
撮像部としての側方カメラ64l、64r(以下「カメラ64l、64r」又は「左カメラ64l、右カメラ64r」ともいう。)は、車両10の側方の画像Icl、Icr(以下「側方画像Icl、Icr」又は「左画像Icl及び右画像Icr」ともいう。)を取得する。すなわち、左カメラ64lは、車両10の左側方を撮像し、右カメラ64rは、車両10の右側方を撮像する。そして、カメラ64l、64rは、画像Icl、Icrに対応する信号(以下「画像信号Scl」又は「信号Scr」という。)をECU68に出力する。以下では、前方カメラ60及び側方カメラ64l、64rが取得した情報を「カメラ情報Ic」ともいう。また、前方画像Icf、左画像Icl及び右画像Icrを「周辺画像Ica」ともいう。
LKASスイッチ66は、走行支援ECU68に対し、後述するレーン維持アシストシステム制御(LKAS制御)を運転者が指令するためのスイッチである。LKASスイッチ66に加えて又はこれに代えて、その他の方法(図示しないマイクロホンを介しての音声入力等)によりLKAS制御を指令することも可能である。
走行支援ECU68は、走行支援システム12の全体を制御するものであり、図1に示すように、入出力部70、演算部72及び記憶部74を有する。
(A2−1.概要)
上記のように、本実施形態のLKAS制御部84では、LKAS制御を実行する。LKAS制御では、走行レーン100(図8B)の基準位置Plkas_refに車両10を維持する制御である。ここでの基準位置Plkas_refは、走行レーン100の幅方向の位置を示す。車両10の進行方向において基準位置Plkas_refが連続することで基準線が形成される。
LKAS制御では、走行レーン100の基準位置Plkas_refからなる基準線に沿って走れるようにステアリング50の操作を支援することで運転負荷を軽減する。この際、LKAS制御部84は、エンジン30による車両10の駆動力を制御すると共に、EPSモータ52を介してステアリング50の操舵角θstを制御する。すなわち、LKAS制御部84は、車両10が走行レーン100の基準位置Plkas_refを走行するように駆動ECU32に対してエンジン30の出力指令を出力すると共に、EPS ECU56に対して操舵角θstの指令を出力する。LKAS制御は、上述した自動クルーズ制御と組み合わせて用いてもよい。
ALC制御では、自車10の走行レーン100に対し、方向指示器20により指定された側(左側又は右側)のレーン102に自車10を自動的に移動させる。この際、ALC制御部86は、駆動ECU32を介して車両10の駆動力を制御すると共に、EPS ECU56を介して操舵角θstを制御する。
図2は、本実施形態における各種制御を切り替えるフローチャートである。図2の各ステップS1〜S6は、走行支援ECU68(主として切替制御部88)が行う。ステップS1において、切替制御部88は、LKAS制御の指令中であるか否かを判定する。例えば、LKASスイッチ66がオンである場合、切替制御部88は、LKAS制御の指令中であると判定する。或いは、音声入力によりLKAS制御の指令中であると判定してもよい。LKAS制御の指令中である場合(S1:YES)、ステップS2に進む。
(2−5−1.概要)
次に、目標操舵トルクTst_tarに関するLKAS制御とALC制御の切替えを説明する。
図4は、本実施形態の目標LKASトルク算出部90において目標LKASトルクTlkas_tarを算出するフローチャートである。図4の処理は、所定の演算周期(LKAS演算周期)毎に実行される。ステップS11において、算出部90は、LKAS制御の指令中であるか否かを判定する。当該判定は、図2のステップS1と同様である。
図5は、本実施形態の目標ALCトルク算出部92において目標ALCトルクTalc_tarを算出するフローチャートである。図5の処理は、所定の演算周期(ALC演算周期)毎に実行される。ステップS21において、算出部92は、ALC制御の指令が入力されたか否かを判定する。当該判定は、図2のステップS2と同様である。ALC制御の指令が入力された場合(S1:YES)、ステップS22に進む。
(2−5−4−1.全体的な流れ)
図6は、本実施形態の目標操舵トルク調停部94において目標操舵トルクTst_tarを算出するフローチャートである。図6の処理は、所定の演算周期(目標操舵トルク演算周期)毎に実行される。ステップS41において、調停部94は、算出部90から目標LKASトルクTlkas_tarを、算出部92から目標ALCトルクTalc_tarを受信する。但し、LKAS制御中でない場合、目標LKASトルクTlkas_tarは受信できない又は値がゼロである。また、ALC制御中でない場合、目標ALCトルクTalc_tarは受信できない又は値がゼロである。
移行処理は、ALC制御とLKAS制御を切り替える処理である。本実施形態での移行処理では、ALC制御の制御量u2(目標ALCトルクTalc_tar)を徐々に減少させながら、LKAS制御の制御量u1(目標LKASトルクTlkas_tar)を徐々に増加させる。換言すると、LKAS制御を開始又は再開した場合でも、ALC制御を一時的に継続する。これにより、制御の移行を円滑に行うことが可能となる。
図8Aは、移行処理を用いない比較例におけるALC制御とLKAS制御の関係を示す図である。図8Bは、移行処理を用いる本実施形態におけるALC制御とLKAS制御の関係を示す図である。
以上のように、本実施形態によれば、ALC制御とLKAS制御との切替えを行う際、当該切替えのための移行時間Ttraを設定し、移行時間TtraにおいてALC制御とLKAS制御とを徐々に切り替える(図7A、図8B)。このため、ALC制御とLKAS制御とを切り替える際の車両10の制御量u1、u2(操舵トルクTst等)に乖離D(図8A)が生じ難くなる。従って、当該乖離Dに対する運転者又は同乗者の違和感を防止することが可能となる。
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
上記実施形態では、走行支援システム12を車両10に適用したが(図1)、これに限らず、別の対象に適用してもよい。例えば、走行支援システム12を、ロボットに適用してもよい。この場合、周辺車両の代わりに先行する移動物体を用いることとなる。
上記実施形態では、自車10の前方の物体500を検出するため、前方カメラ60(カメラ情報Ic)及びレーダ62(レーダ情報Ir)を用いた(図1)。しかしながら、例えば、物体500を検出する観点からすれば、これに限らない。例えば、物体500の検出には前方カメラ60及びレーダ62のいずれか一方のみを用いてもよい。或いは、例えば、レーンマーク104a、104b、104cを検出する観点からすれば、物体500を検出しない構成も可能である。
上記実施形態では、ALC制御からLKAS制御への切替え時に移行処理を行った(図2、図8B)。これに加え又はこれに代えて、LKAS制御からALC制御への切替え時に移行処理を行うことも可能である。
64l…左カメラ(撮像部) 64r…右カメラ(撮像部)
68…走行支援ECU(走行制御装置) 82…レーンマーク認識部
84…LKAS制御部(レーン維持制御部)
86…ALC制御部(レーン変更制御部) 88…切替制御部
100…走行レーン(第1レーン)
102…目標レーン(第2レーン)
104a、104b、104c…レーンマーク
Icf…前方画像(周辺画像) Icl…左画像(周辺画像)
Icr…右画像(周辺画像)
Palc_ref…基準位置(第1目標地点)
Ralc…ALC制御による制御量の割合
Rlkas…LKAS制御による制御量の割合
Talc_tar…目標ALCトルク
Tlkas_tar…目標LKASトルク(レーン維持目標トルク)
Ttra…移行時間 u…制御量
ΔRalc…割合Ralcの時間微分値
ΔRlkas…割合Rlkasの時間微分値
Claims (4)
- 撮像部が撮像した周辺画像からレーンマークを認識するレーンマーク認識部と、
前記レーンマークの認識結果に応じて車両のレーン維持制御を行うレーン維持制御部と、
前記車両が走行中の第1レーンから第2レーンへのレーン変更制御を行うレーン変更制御部と、
前記レーン変更制御と前記レーン維持制御との切替えを制御する切替制御部と
を備え、
前記切替制御部は、前記レーン変更制御と前記レーン維持制御との切替えを行う際、当該切替えのための移行時間を設定し、前記移行時間において前記レーン変更制御と前記レーン維持制御とを徐々に切り替える
ことを特徴とする走行制御装置。 - 請求項1に記載の走行制御装置において、
前記切替制御部は、前記移行時間において、前記レーン変更制御と前記レーン維持制御の両方を実行させると共に、前記レーン変更制御及び前記レーン維持制御の一方による前記車両の制御量の割合を減少させ且つ他方による前記制御量の割合を増加させる
ことを特徴とする走行制御装置。 - 請求項2に記載の走行制御装置において、
前記レーン変更制御部は、
前記第1レーンから前記第2レーンへの移行に際し、前記第2レーンに第1目標地点又は第1目標領域を設定し、
前記第1目標地点又は前記第1目標領域に前記車両を到達させるための目標操舵トルクである第1レーン変更目標トルクを、前記制御量として算出し、
前記車両が前記第1目標地点又は前記第1目標領域に到達した後、前記移行時間が経過するまで、前記第1レーン変更目標トルク又は第2目標地点若しくは第2目標領域に前記車両を到達させるための目標操舵トルクである第2レーン変更目標トルクを、前記制御量として算出し続け、
前記レーン維持制御部は、
前記車両が前記第1目標地点又は前記第1目標領域に到達した後、前記車両が前記第2レーン内の走行を維持するための目標操舵トルクであるレーン維持目標トルクを、前記制御量として算出し、
前記切替制御部は、前記移行時間において、前記第1レーン変更目標トルク又は前記第2レーン変更目標トルクを徐々に減少させ、前記レーン維持目標トルクを徐々に増加させる
ことを特徴とする走行制御装置。 - 請求項2又は3に記載の走行制御装置において、
前記切替制御部は、前記移行時間において、前記レーン変更制御及び前記レーン維持制御の一方による前記制御量の減少割合の時間微分値の絶対値と、他方による前記制御量の増加割合の時間微分値の絶対値を、前記移行時間の開始後徐々に増加させ、その後、前記移行時間の終了時点に向けて徐々に減少させる
ことを特徴とする走行制御装置。
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