JP2018103761A - 自動運転車両 - Google Patents

自動運転車両 Download PDF

Info

Publication number
JP2018103761A
JP2018103761A JP2016251555A JP2016251555A JP2018103761A JP 2018103761 A JP2018103761 A JP 2018103761A JP 2016251555 A JP2016251555 A JP 2016251555A JP 2016251555 A JP2016251555 A JP 2016251555A JP 2018103761 A JP2018103761 A JP 2018103761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
target
lane change
value
trajectory
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
JP2016251555A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6652045B2 (ja
Inventor
洋司 国弘
Yoji Kunihiro
洋司 国弘
佳夫 工藤
Yoshio Kudo
佳夫 工藤
小城 隆博
Takahiro Koshiro
隆博 小城
真輝 天野
Masaki Amano
真輝 天野
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Toyota Motor Corp
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 トヨタ自動車株式会社, Toyota Motor Corp filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to JP2016251555A priority Critical patent/JP6652045B2/ja
Publication of JP2018103761A publication Critical patent/JP2018103761A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6652045B2 publication Critical patent/JP6652045B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0255Automatic changing of lane, e.g. for passing another vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0088Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours

Abstract

【課題】自動運転による車線変更に際し、運転者の操舵操作に基づいて車線変更に対する運転者の意図を判定することにより、運転者の意図を反映するシステムを提供する。【解決手段】操舵角が車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標操舵角θtになるように転舵装置により転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行う制御装置を有し、制御装置は、車線変更の必要があるときには、車線変更が標準の態様にて行われるように転舵装置を制御する自動運転車両であって、制御装置は、車線変更の必要があり且つ運転者の操舵操作がある場合には(S30、S70)、操舵操作に応じて変化するパラメータに基づく指標値の大きさが、中止基準値よりも小さいときには(S90)、自動運転を中止せずに指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更する(S110〜S130)。【選択図】図2

Description

本発明は、転舵輪が自動的に転舵されることにより走行路に沿って走行するよう構成された自動運転車両に係る。
転舵輪を転舵するよう構成された転舵装置と、車両が目標軌跡に沿って走行するように、転舵装置を制御することにより転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行うよう構成された制御装置と、を有する自動運転車両は、既によく知られている。制御装置は、車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な転舵輪の転舵角の目標変化量を演算し、転舵輪の転舵角の変化量が目標変化量になるように、転舵装置を制御するよう構成されている。
自動運転による車両の走行中にも車線変更が必要になる場合があるので、制御装置は、車両を目標軌跡に沿って走行させるために車線変更が必要であるか否かを判定する。更に、制御装置は、車線変更が必要であると判定したときには、予め設定された目標軌跡にて車線変更を行う。例えば、下記の特許文献1には、車線変更が必要であると判定したときには、予め設定された目標軌跡の車線変更を提案し、運転者が提案に同意すると、提案した目標軌跡にて車線変更を行うよう構成された制御装置を有する自動運転車両が記載されている。
特開2016−71513号公報
〔発明が解決しようとする課題〕
特許文献1に記載された自動運転車両においては、運転者が自動運転による車線変更の提案に同意するためには、運転者は運転操作以外のスイッチ操作のような特別な操作を行う必要があり、特別な操作は運転者にとって煩わしい。また、特別な操作では自動運転による車線変更の提案に同意するか否かの二者択一的な意思表示しか行うことができない。そのため、運転者は、提案の車線変更よりも早め又は遅めの車線変更を行いたい場合にもその意思表示を行うことができず、提案の車線変更の目標軌跡を希望通りに修正することができない。
更に、運転者が提案の車線変更を受け入れた上で車線変更の軌跡を修正しようとする場合には、運転者は特別な操作を行うと共に、車両の車線変更の軌跡が修正されるよう修正操舵を行わなければならない。このことも運転者にとって煩わしいだけでなく、修正操舵の量が大きい場合には、運転者が目標軌跡から逸れるよう車両を走行させようとしていると判定されるため、運転者が自動運転の継続を希望していても自動運転が終了してしまう場合がある。
本発明の主要な課題は、自動運転による車線変更に際し、運転者の操舵操作に基づいて車線変更に対する運転者の意図を判定することにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、運転者の意図を反映するように車線変更を行うことである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、転舵輪(20FL、20FR)を転舵するよう構成された転舵装置(42)と、車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標操舵角(θlka)を演算し、操舵角(θ)が目標操舵角になるように、転舵装置の制御によって転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行うよう構成された制御装置(14、16)と、を有し、制御装置は、自動運転による車線変更の必要があるときには、車線変更の目標軌跡が予め設定された標準の軌跡に設定されて車線変更が行われるように転舵装置を制御するよう構成された自動運転車両(10)が提供される。
制御装置(14、16)は、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止することなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更するよう構成される。
上記の構成によれば、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転が中止されることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡が変更される。よって、運転者は、自動運転による車線変更が行われる際に、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さくなる範囲にて操舵操作を行うことにより、自動運転を中止させることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更することができる。
更に、上記の構成によれば、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさに応じて車線変更の軌跡に関する運転者の意図が判定される。よって、運転者は、操舵操作以外の特別な操作を要することなく操舵操作を行うことにより、自らの意図を反映する軌跡にて車線変更を行わせることができる。
〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、指標値は、操舵トルク(T)、操舵角(θ)、操舵角速度(θd)、操舵角と目標操舵角(θlkat)との偏差(Δθt)及び目標軌跡に対する車両の横方向の偏差(Y)の少なくとも一つである。
上記態様によれば、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、操舵角と目標操舵角との偏差及び目標軌跡に対する車両の横方向の偏差の少なくとも一つに基づいて、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定することができる。よって、指標値の大きさが、第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止させることなく、上記五つの指標値の少なくとも一つに基づいて、車線変更に関する運転者の意図が反映するよう、車線変更の目標軌跡を変更することができる。
本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、車線変更の目標軌跡を、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更する。
上記態様によれば、運転者は、操舵操作を行うことにより、車線変更の目標軌跡を、指標値の大きさに応じて、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、指標値の大きさが第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転を中止し、第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値よりも大きい。
上記態様によれば、指標値の大きさが第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転が中止されるが、第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値よりも大きい。よって、例えば第一の自動運転中止基準値が第二の自動運転中止基準値以下である場合に比して、運転者が継続を希望する自動運転が、運転者の操舵操作に起因して中止される虞を低減することができる。従って、自動運転を継続させつつ運転者の操舵操作によって車線変更の目標軌跡を変更することを行い易くすることができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、指標値の大きさが標準基準値以下であるときには、車線変更の目標軌跡を標準の軌跡に設定するよう構成される。
上記態様によれば、指標値の大きさが標準基準値以下であるときには、車線変更の目標軌跡が標準の軌跡に設定される。よって、車線変更の目標軌跡が不必要に標準の軌跡以外の軌跡に変更されることを回避することができる。
本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい場合において、運転者の操舵操作による転舵輪の転舵方向が自動運転による転舵輪の転舵方向と同一の方向であるときに、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡に変更するよう構成される。
上記態様によれば、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい場合において、運転者の操舵操作及び自動運転による転舵輪の転舵方向が同一であるときに、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に変更される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と同一の方向へ転舵輪が転舵されるよう操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡に変更することができる。
本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、運転者の操舵操作による転舵輪の転舵方向が自動運転による転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下であるときに、車線変更の目標軌跡を遅めの車線変更の軌跡に変更するよう構成される。
上記態様によれば、運転者の操舵操作及び自動運転による転舵輪の転舵方向が逆である場合において、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下であるときに、車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更の軌跡に変更される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下である範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を遅めの車線変更の軌跡に変更することができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、運転者の操舵操作による転舵輪の転舵方向が自動運転による転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きいときに、車線変更の目標軌跡を車線変更取り止めの軌跡に変更するよう構成される。
上記態様によれば、運転者の操舵操作及び自動運転による転舵輪の転舵方向が逆である場合において、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きいときに、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に変更される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きい範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を車線変更取り止めの軌跡に変更し、車線変更を取り止めることができる。
更に、本発明の他の一つの態様においては、制御装置(14、16)は、運転者の操舵操作を補助するための目標操舵アシストトルク(Tat)を演算すると共に、操舵角が目標操舵角になるように転舵装置(42)の制御によって転舵輪の転舵角を変化させるための自動運転の目標操舵トルク(Tadt)を演算するよう構成され、転舵装置は、目標操舵アシストトルク及び自動運転の目標操舵トルクの和(Tat+Tadt)に基づいて転舵輪を転舵するよう構成され、制御装置は、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の一方に変更するときには、車線変更の目標軌跡を一方の軌跡に変更しないときに比して、目標操舵アシストトルクを増大させるよう構成される。
上記態様によれば、運転者の操舵操作を補助するための目標操舵アシストトルクが演算され、操舵角が目標操舵角になるように転舵装置の制御によって転舵輪の転舵角を変化させるための自動運転の目標操舵トルクが演算される。転舵輪は、目標操舵アシストトルク及び自動運転の目標操舵トルクの和に基づいて、転舵装置によって転舵される。目標操舵アシストトルクは、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の一方に変更されるときには、車線変更の目標軌跡が一方の軌跡に変更されないときに比して、増大される。よって、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の一方に変更されるときには、目標操舵アシストトルクが増大されるので、運転者は容易に操舵操作することができ、車線変更の目標軌跡を容易に早めの車線変更の軌跡又は車線変更取り止めの軌跡に変更することができる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられた符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
本発明の実施形態にかかる車両用運転支援装置を示す概略構成図である。 実施形態におけるLKA制御の目標操舵トルクTadtの演算制御ルーチンを示すフローチャートである。 図2に示されたフローチャートのステップ20において実行される目標修正量Δθlkatの演算ルーチンを示すフローチャートである。 図2に示されたフローチャートのステップ110において実行される車線変更の目標軌跡決定及び操舵角θの目標変化量Δθatの演算ルーチンを示すフローチャートである。 実施形態における操舵アシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 図5に示されたフローチャートのステップ230において実行される目標摩擦トルクTftの演算ルーチンを示すフローチャートである。 車両の目標横加速度Gyt及び車速Vに基づいてLKA制御の目標操舵角θlkatを演算するためのマップを示す図である。 操舵トルクT及び車速Vに基づいて目標基本操舵アシストトルクTabを演算するためのマップを示す図である。 操舵角速度θd及び車速Vに基づいて目標減衰トルクTdtを演算するためのマップを示す図である。 操舵角θの絶対値及び車速Vに基づいて目標基本摩擦トルクTftbを演算するためのマップを示す図である。 操舵トルクTの絶対値に基づいてトルクゲインKtを演算するためのマップを示す図である。 図2に示されたフローチャートのステップ110において決定される車線変更の種々の目標軌跡を示す図である。 修正例におけるLKA制御の目標操舵トルクTadtの演算制御ルーチンを示すフローチャートである。 図13に示されたフローチャートのステップ110において実行される車線変更の目標軌跡決定及び操舵角θの目標変化量Δθatの演算ルーチンを示すフローチャートである。 修正例における操舵アシストトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。
[実施形態]
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態にかかる自動運転車両10は、電動パワーステアリング(EPS)装置12及びこれを制御する制御装置としてのEPS制御装置14と、走行制御装置16とを有している。
図1に示されているように、車両10は、転舵輪である左右の前輪20FL、20FR及び非転舵輪である左右の後輪20RL、20RRを有している。前輪20FL及び20FRは、運転者によるステアリングホイール22の操作に応答して駆動される電動パワーステアリング装置12によりラックバー24及びタイロッド26L及び26Rを介して転舵される。ステアリングホイール22は、ステアリングシャフト28及びユニバーサルジョイント32を介して電動パワーステアリング装置12のピニオンシャフト34に接続されている。
実施形態においては、電動パワーステアリング装置12は、ラック同軸型の電動パワーステアリング装置であり、電動機36と、電動機36の回転トルクをラックバー24の往復動方向の力に変換する例えばボールねじ式の変換機構38とを有している。電動パワーステアリング装置12は、ハウジング40に対しラックバー24を駆動する力を発生することにより、運転者の操舵負担を軽減すると共に、前輪20FL及び20FRを自動的に転舵するための駆動トルクを発生する。EPS制御装置14による電動パワーステアリング装置12の制御については、後に詳細に説明する。
以上の説明から解るように、ステアリングシャフト28、ユニバーサルジョイント32、電動パワーステアリング装置12、ラックバー24及びタイロッド26L及び26Rなどは、必要に応じて前輪20FL及び20FRを転舵する転舵装置42を形成している。電動パワーステアリング装置12は、ラックバー24に駆動力を付与するようになっているが、例えばステアリングシャフト28にトルクを付与するようになっていてもよい。
実施形態においては、ステアリングシャフト28には、該ステアリングシャフトの回転角度を操舵角θとして検出する操舵角センサ50が設けられている。ピニオンシャフト34には、操舵トルクTを検出する操舵トルクセンサ52が設けられている。操舵トルクセンサ52はステアリングシャフト28に設けられていてもよい。操舵角θを示す信号及び操舵トルクTを示す信号は、EPS制御装置14へ入力される。車両10には、車速Vを検出する車速センサ54が設けられており、車速Vを示す信号もEPS制御装置14へ入力される。なお、操舵角θ及び操舵トルクTは、車両の左旋回方向への操舵の場合に正の値になる。このことは、後述の目標操舵角θlkat、目標運転支援操舵トルクTdsなどの演算値についても同様である。
更に、車両10には、車両の前方を撮影するCCDカメラ60及び車両を目標軌跡(目標の走行経路)に沿って走行させる軌跡制御(レーンキーピングアシスト制御)(必要に応じて「LKA制御」と指称する)を行うか否かを選択するための選択スイッチ62が設けられている。選択スイッチ62は、車両の乗員により操作され、走行制御装置16によりLKA制御を実行する作動位置(オン)と、LKA制御を実行させない非作動位置(オフ)とに切り替わる。CCDカメラ60により撮影された車両の前方の画像情報を示す信号及び選択スイッチ62の位置(オン又はオフ)を示す信号は、走行制御装置16へ入力される。
走行制御装置16には、運動状態検出装置64より、車両10のヨーレート、前後加速度及び横加速度のように車両10の運転支援制御に必要な車両の運動状態量を示す信号も入力される。なお、車両の前方の画像情報や走行車線の情報は、CCDカメラ60以外の手段により取得されてもよく、CCDカメラ60と他の手段との組合せにより取得されてもよい。
EPS制御装置14及び走行制御装置16は、それぞれCPU、ROM、RAM及び入出力ポート装置を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータを含んでいる。EPS制御装置14及び走行制御装置16は、必要に応じて通信により相互に情報の授受を行う。
後に詳細に説明するように、走行制御装置16は、図2及び図3に示されたフローチャートに従って、車両を目標軌跡に沿って走行させるための操舵角θの変化量Δθatを演算する。変化量Δθatは、車線変更の要否、運転者の操舵状況などを考慮して演算され、運転者の操舵状況に基づいてLKA制御を中止すべきか否かの判定も行われる。更に、走行制御装置16は、操舵角θを変化量Δθat変化させるためのLKA制御の操舵トルクTadtを演算する。EPS制御装置14は、図5及び図6に示されたフローチャートに従って、運転者の操舵負担を軽減すると共に運転者の操舵フィーリングを向上させる目標操舵アシストトルクTatとLKA制御の操舵トルクTadtとの和として最終目標操舵アシストトルクTatfを演算する。更に、EPS制御装置14は、操舵アシストトルクTaが最終目標操舵アシストトルクTatfになるように電動パワーステアリング装置12を制御する。
以上の説明から解るように、走行制御装置16及びEPS制御装置14は、互いに共働して、LKA制御を実行して車両を目標軌跡に沿って走行させることにより、自動運転を行う。LKA制御においては、CCDカメラ60により撮影された車両の前方の画像情報に基づいて走行車線が特定され、走行車線の中央を通る目標コースとして目標軌跡が設定される。しかし、目標軌跡は走行車線の中央以外の位置を通る線であってもよく、車両が走行車線から逸脱することを防止するための軌跡であってもよい。なお、自動運転においては、車両の制駆動力が必要に応じて自動的に制御されてもよい。
更に、走行制御装置16は、LKA制御を実行しているときには、図2及び図4に示されたフローチャートに従って、自動運転を中止すべきであるか否か及び車線変更が必要であるか否かの判定を行う。走行制御装置16は、車線変更が必要であると判定した場合には、車線変更の目標軌跡を変更する必要があるか否かの判定を行い、判定結果に応じて車線変更の目標軌跡を変更する。
<LKA制御の操舵トルクTadtの演算>
次に、図2及び図3に示されたフローチャートを参照して実施形態におけるLKA制御の目標操舵トルクTadtの演算制御ルーチンについて説明する。図2に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、走行制御装置16によって所定の時間毎に繰返し実行される。なお、図2に示されたフローチャートによる制御を、単に「LKA制御」と指称し、車線変更(レーンチェンジ)を「LC」と表記する。
まず、ステップ10においては、LKA制御の実行中であるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ100へ進み、肯定判別が行われたときにはLKA制御はステップ20へ進む。なお、LKA制御は、選択スイッチ62がオンであり、予め設定された許可条件(EPS制御装置14が正常であるなど)及び可能条件(道路の白線の認識により走行車線の特定が可能であるなど)が成立しているときに、実行される。
ステップ20においては、図3に示されたフローチャートに従って、車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθlkatが、補正後の横偏差Ya及び補正後のヨー角偏差φaに基づいて演算される。操舵角θの目標変化量Δθlkatは、転舵輪である前輪20FL及び20FRの転舵角の目標変化量に対応する値として演算される。
ステップ30においては、車両がステップ20において決定された目標軌跡に沿って走行するためには、車線変更が必要であるか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはLKA制御はステップ70へ進み、否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ40へ進む。
ステップ40においては、例えば操舵角θが変化しているか否かの判別により、運転者が操舵しているか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ60へ進み、肯定判別が行われたときにはLKA制御はステップ50へ進む。
ステップ50においては、LKA制御による前輪の転舵角の制御、即ち自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはLKA制御はステップ100へ進む。否定判別が行われたときには、ステップ60において車両を目標軌跡に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、ステップ20において演算された目標変化量Δθlkatに設定され、その後LKA制御はステップ120へ進む。ステップ50において肯定判別が行われるのは、例えば図12において細い二点鎖線の矢印にて示されているように、運転者が標準の車線変更の軌跡104n(太い実線の矢印)から大きく逸れるように車両を走行させようとする場合である。図12については後に説明する。
なお、下記の条件Ance1〜Ance5の少なくとも一つが成立するときに、自動運転を中止すべきであると判定されてよい。下記の条件Ance1〜Ance5は、それぞれ操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd(操舵角θの時間微分値)、操舵角の偏差Δθt(操舵角θと目標操舵角θlkatとの偏差)及び横偏差Y(目標軌跡に対する車両10の横方向の位置の偏差。後述のステップ21参照)についての条件である。操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Yは、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値である。基準値Tnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びYnceは何れも正の定数であり、車線変更が行われていない状況において自動運転を中止すべきか否かを判定するための第二の自動運転中止判定基準値である。
条件Ance1:|T|≧Tnce
条件Ance2:|θ|≧θnce
条件Ance3:|θd|≧θdnce
条件Ance4:|Δθt|≧Δθtnce
条件Ance5:|Y|≧Ynce
ステップ70においては、ステップ40と同様に、運転者が操舵しているか否かの判別が行われる。肯定判別が行われたときにはLKA制御はステップ90へ進み、否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ80へ進む。
ステップ80においては、図12において実線の矢印にて示されているように、予め設定された標準の車線変更の軌跡104nに沿って車両を走行させるための操舵角θの目標変化量Δθatが演算される。なお、車線変更の目標軌跡は、車線の幅及び車速などに応じて複数設定されてROMに記憶されており、各車線変更の目標軌跡毎に車線に対する車両の位置に応じた目標操舵角θlctが設定されている。よって、目標変化量Δθatは車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。これらのことは、後述の遅めの車線変更の軌跡104d、早めの車線変更の軌跡104a、車線変更取り止めの軌跡104sについても同様である。
ステップ90においては、ステップ50と同様に、LKA制御による車線変更のための前輪の転舵角の制御、即ち自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ110へ進み、肯定判別が行われたときには、ステップ100においてLKA制御の目標操舵トルクTadtが0に設定され、その後LKA制御はステップ130へ進む。ステップ90において肯定判別が行われるのは、図12において細い二点鎖線の矢印にて示されているように、運転者が標準の車線変更の軌跡104n(実線の矢印)から大きく逸れるように車両を走行させようとする場合である。一旦ステップ100が実行されると、ステップ10において否定判別が行われる。
なお、下記の条件Ace1〜Ace5の少なくとも一つが成立するときに、自動運転を中止すべきであると判定されてよい。下記の条件Ace1〜Ace5は、それぞれ操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Yについての条件である。基準値Tce、θce、θdce、Δθtce及びYceは、それぞれ基準値Tnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びYnceよりも大きい正の定数であり、車線変更が行われている状況において自動運転を中止すべきか否かを判定するための第一の自動運転中止判定基準値である。
条件Ace1:|T|≧Tce
条件Ace2:|θ|≧θce
条件Ace3:|θd|≧θdce
条件Ace4:|Δθt|≧Δθtce
条件Ace5:|Y|≧Yce
ステップ110においては、図4に示されたフローチャートに従って、車線変更の目標軌跡が、図12においてそれぞれ実線、破線、一点鎖線、二点鎖線の矢印にて示された標準の車線変更の軌跡104n、遅めの車線変更の軌跡104d、早めの車線変更の軌跡104a、車線変更取り止めの軌跡104sの何れであるかが決定される。また、決定された軌跡での車線変更を達成するための操舵角θの目標変化量Δθatが演算される。
なお、図12において、100及び102はそれぞれ車線変更前の車線及び車線変更後の車線を示し、100c及び102cはそれぞれ車線100及び102の中央の線を示している。点Psは車線変更の目標軌跡が判定されるときの車両10の前端の位置を示している。点Pen、Ped及びPeaは、それぞれ軌跡104n、104d及び104aについて車線変更が終了するときの車両の前端の位置を示している。Ln、Ld及びLaは、それぞれ中央の線100c及び102cに沿う方向の点Psと点Pen、Ped及びPeaとの間の距離を示している。Wは中央の線100c及び102cの間の距離を示している。
遅めの車線変更の距離Ldは標準の車線変更の距離Lnよりも大きく、早めの車線変更の距離Laは標準の車線変更の距離Lnよりも小さい。距離Ln、Ld及びLaは、同一の車線変更の軌跡について見て、車速Vが高いほど大きくなる。よって、操舵角θの目標変化量Δθatの大きさは、車速Vが高いほど小さくなる。距離Wは、車線変更の軌跡が何れであるかに関係がなく、車線100及び102の幅により決定され、車線の幅が大きいほど大きくなる。
ステップ120においては、目標変化量Δθatに基づくPID補償演算により、操舵角θを目標変化量Δθat変化させるためのトルクとしてLKA制御の目標操舵トルクTadtが演算される。
ステップ130においては、LKA制御の目標操舵トルクTadtを示す信号がLKA制御装置16からEPS制御装置14へ出力される。従って、後述のステップ240において最終目標操舵アシストトルクTatfは目標操舵アシストトルクTatと目標操舵トルクTadtとの和に演算され、ステップ250において車線変更が行われる目標軌跡に沿って車両10が走行するよう、前輪20FL及び20FRの転舵角が制御される。
<目標変化量Δθlkatの演算>
次に、図3に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ20において実行される目標変化量Δθlkatの演算ルーチンについて説明する。
まず、ステップ21においては、CCDカメラ60により撮影された車両10の前方の画像情報の解析等により、走行路に沿う車両の目標軌跡が決定される。更に、目標軌跡に対する車両10の横方向の偏差である横偏差Y及び目標軌跡に対し車両10の前後方向がなす角度であるヨー角偏差φが演算される。実施形態においては、目標軌跡に対する車両10の横方向の位置の目標値及び目標軌跡に対し車両10の前後方向がなす角度の目標値は何れも0であるが、これらの目標値の少なくとも一方は0でなくてもよい。
なお、車両10の目標軌跡の決定は、図には示されていないナビゲーション装置よりの情報に基づいて行われてもよく、画像情報の解析とナビゲーション装置よりの情報との組合せに基づいて行われてもよい。また、横偏差Y及びヨー角偏差φは、車両を目標軌跡に沿って走行させる軌跡制御を行うために必要なパラメータであるが、それらの演算要領は本発明の要旨をなすものではないので、これらのパラメータは任意の要領にて演算されてよい。
ステップ22においては、当技術分野において公知の要領にて、目標軌跡の曲率R(半径の逆数)が演算される。
ステップ23においては、横偏差Ya、ヨー角偏差φa及び曲率Rに基づいて、車両10を目標軌跡に沿って走行させるために必要な車両の目標旋回状態量として目標横加速度Gytが演算される。目標横加速度Gytは横偏差Ya、ヨー角偏差φa及び曲率Rの関数により演算されてよく、また、上記横偏差Ya、ヨー角偏差φa及び曲率Rと目標横加速度Gytとの関係を示すマップが設定され、目標横加速度Gytはそのマップから演算されてもよい。
ステップ24においては、車両の目標横加速度Gyt及び車速Vに基づいて図7に示されたマップが参照されることにより、軌跡制御の目標操舵角θlkatが演算される。図7に示されているように、目標操舵角θlkatは目標横加速度Gytの絶対値が大きいほど大きさが大きくなり、車速が高いほど大きさが小さくなるように演算される。
ステップ25においては、車両10を目標軌跡に沿って走行させるために必要な操舵角θの修正量である目標変化量Δθlkatが、目標操舵角θlkatと操舵角θとの差(θlkat−θ)として演算される。
<車線変更の目標軌跡の決定及び目標変化量Δθatの演算>
次に、図4に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ110において実行される車線変更の目標軌跡の決定及び目標変化量Δθatの演算ルーチンについて説明する。
まず、ステップ111においては、車線変更の目標軌跡が標準の車線変更の軌跡に設定されるべきである否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ113へ進む。肯定判別が行われたときには、ステップ112において車線変更の目標軌跡が標準の車線変更の軌跡に設定される。また、車両を標準の車線変更の軌跡104n(図12の実線の矢印)に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。ステップ111において肯定判別が行われるのは、車両が標準の車線変更の軌跡に沿って走行することに運転者が同意する場合である。
なお、それぞれ操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Yについての条件である下記の条件Acn1〜Acn5の全てが成立するときに、車線変更の目標軌跡が標準の車線変更に設定されるべきであると判定されてよい。基準値Tcn、θcn、θdcn、Δθtcn及びYcnは、それぞれ基準値Tnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びYnceよりも小さい正の定数である。
条件Acn1:|T|≦Tcn
条件Acn2:|θ|≦θcn
条件Acn3:|θd|≦θdcn
条件Acn4:|Δθt|≦Δθtcn
条件Acn5:|Y|≦Ycn
ステップ113においては、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向と同一であるか否かの判別により、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に設定されるべきである否かの判別が行われる。早めの車線変更とは、車線の変更が標準の車線変更よりも早く開始し、標準の車線変更よりも早く終了する車線変更である。否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ115へ進む。肯定判別が行われたときには、ステップ114において車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に設定される。また、車両を早めの車線変更の軌跡104a(図12の一点鎖線の矢印)に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、早めの車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。ステップ113において肯定判別が行われるのは、運転者が標準の車線変更よりも早めの車線変更を希望する場合である。
ステップ115においては、車線変更を取り止めるべきであるか否かの判別が行われる。否定判別が行われたときにはLKA制御はステップ117へ進む。肯定判別が行われたときには、ステップ116において車線変更を取り止めるべきであると判別される。また、車線変更を取り止めるための操舵角θの目標変化量Δθatが、車両を元の車線において走行させるための目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。
ステップ115において肯定判別が行われるのは、図12において軌跡104sとして太い二点鎖線の矢印にて示されているように、運転者が標準の車線変更の軌跡104n(実線の矢印)から逸れて元の車線において車両を走行させようとする場合である。よって、車線変更は取り止められるが、自動運転は継続される。これに対し、ステップ115において否定判別が行われるのは、運転者が標準の車線変更よりも遅めの車線変更を希望する場合である。遅めの車線変更とは、車線の変更が標準の車線変更よりも遅く開始し、標準の車線変更よりも遅く終了する車線変更である。
なお、それぞれ操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Yについての条件である下記の条件Acs1〜Acs5の少なくとも一つが成立するときに、車線変更を取り止めるすべきであると判定されてよい。基準値Tcs、θcs、θdcs、Δθtcs及びYcsは、それぞれ基準値Tcn、θcn、θdcn、Δθtcn及びYcnよりも大きく且つ基準値Tnce、θnce、θdnce、Δθtnce及びYnceよりも小さい正の定数である。
条件Acs1:Tcs<|T|<Tce
条件Acs2:θcs<|θ|<θce
条件Acs3:θdcs<|θd|<θdce
条件Acs4:Δθtcs<|Δθt|<Δθtce
条件Acs5:Ycs<|Y|<Yce
ステップ117においては、車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更の軌跡に設定される。また、車両を遅めの車線変更の軌跡104d(図12の破線の矢印)に沿って走行させるために必要な操舵角θの目標変化量Δθatが、遅めの車線変更の目標操舵角θlctと現在の操舵角θとの偏差θlct−θとして演算される。
<操舵アシストトルク制御>
次に、図5に示されたフローチャートを参照して実施形態における操舵アシストトルク制御ルーチンについて説明する。図5に示されたフローチャートによる制御は、図には示されていないイグニッションスイッチがオンであるときに、EPS制御装置14によって所定の時間毎に繰返し実行される。
まず、ステップ210においては、操舵トルクT及び車速Vに基づいて図8に示されたマップが参照されることにより、運転者の操舵負担を軽減するための目標基本操舵アシストトルクTabが演算される。図8に示されているように、目標基本操舵アシストトルクTabは、操舵トルクTの絶対値が大きいほど絶対値が大きくなると共に、車速Vが低いほど絶対値が大きくなるように演算される。
ステップ220においては、例えば操舵角θの時間微分値として操舵角速度θdが演算され、操舵角速度θd及び車速Vに基づいて図9に示されたマップが参照されることにより、操舵アシストトルクの減衰制御成分である目標減衰トルクTdtが演算される。目標減衰トルクTdtは、車速Vが高いほど絶対値が大きくなると共に、操舵角速度θdの絶対値が基準値θd0(正の値)未満のときには操舵角速度θdの絶対値が大きいほど絶対値が大きくなり、操舵角速度θdの絶対値が基準値θd0以上のときには一定の値になるよう、演算される。
ステップ230においては、図6に示されたフローチャートに従って、操舵アシストトルクの摩擦制御成分である目標摩擦トルクTftが演算される。なお、目標減衰トルクTdtは、ステアリングホイール22のふらつきを低減するためのトルクであり、目標摩擦トルクTftは操舵に適度の抵抗を与えるためのトルクであり、何れも操舵に対し抗力トルクとして作用する。
ステップ240においては、最終目標操舵アシストトルクTatfが、目標基本操舵アシストトルクTab、目標減衰トルクTdt、目標摩擦トルクTft及びLKA制御の目標操舵トルクTadtの和(Tab+Tdt+Tf+Tadt)として演算される。なお、目標基本操舵アシストトルクTab、目標減衰トルクTdt及び目標摩擦トルクTftの和は、運転者の操舵負担を軽減すると共に運転者の操舵フィーリングを向上させるための目標操舵アシストトルクTatである。よって、最終目標操舵アシストトルクTatfは、目標操舵アシストトルクTatとLKA制御の目標操舵トルクTadtとの和(Tat+Tadt)として演算される。目標操舵アシストトルクTatは、上記トルクの和に限定されるものではなく、当技術分野において公知の任意のトルクの和として演算されてよい。
ステップ250においては、パワーステアリング装置12の操舵アシストトルクTaが最終目標操舵アシストトルクTatfになるよう、最終目標操舵アシストトルクTatfに基づいてパワーステアリング装置12が制御される。よって、操舵アシストトルクが目標操舵アシストトルクTatになると共に、LKA制御の操舵トルクが目標操舵トルクTadtになるよう制御される。従って、操舵角θの変化量が目標変化量Δθatになるよう制御されることにより、転舵輪である前輪20FL及び20FRの転舵角が目標変化量Δθatに対応する目標変化量だけ変化される。
<目標摩擦トルクTftの演算>
次に、図6に示されたフローチャートを参照して、上記ステップ230において実行される目標摩擦トルクTftの演算ルーチンについて説明する。
まず、ステップ231においては、操舵角θの絶対値及び車速Vに基づいて、図10に示されたマップから、目標基本摩擦トルクTfbtが演算される。図10に示されているように、目標基本摩擦トルクTfbtは、操舵角θの絶対値が大きいほど大きくなると共に、車速Vが高いほど大きくなるよう演算される。
図には示されていないが、車速Vが中高車速域にあるときには、操舵角θの絶対値が大きいほどセルフアライニングトルクTsatが大きくなる。よって、操舵角θの絶対値が大きい領域における必要な保舵力を低減し操舵の収束性を向上させるために、目標基本摩擦トルクTfbtは操舵角θの絶対値が大きいほど大きい値に演算される。また、セルフアライニングトルクTsatは車速Vが高いほど大きくなる。よって、車速Vが高いほど中高速走行時に必要な保舵力を低減し操舵の収束性を向上させると共に、低速走行時における操舵抵抗を低減するために、目標基本摩擦トルクTfbtは車速Vが高いほど大きい値に演算される。
ステップ232においては、摩擦トルクを制御するための目標操舵角θftが演算される。なお、目標操舵角θftは、例えば特開2009−126244号公報の図5に示されたフローチャートに従って行われる目標操舵角θtの演算と同様の要領にて演算されてよい。
ステップ233においては、操舵角θ及び目標操舵角θftに基づいて、下記の式(1)に従って目標付加摩擦トルクTctが演算される。なお、下記の式(1)におけるゲインKは、正の値である。下記の式(1)から解るように、目標付加摩擦トルクTctの符号、即ちその作用方向は、操舵角θ及び目標操舵角θftの大小関係によって決定される。
Tct=K(θft−θ) …(1)
ステップ234においては、操舵トルクTの絶対値に基づいて、図11に示されたマップから、トルクゲインKtが演算される。トルクゲインKtは、操舵トルクTの絶対値が基準値T0(正の値)未満のときには、操舵トルクTの絶対値が大きいほど0以上で1未満の範囲にて大きくなり、操舵トルクTの絶対値が基準値T0以上のときには、1になるよう、演算される。
ステップ235においては、目標付加摩擦トルクTctにトルクゲインKtが乗算されることにより、目標付加摩擦トルクTctが補正される。
ステップ236においては、補正後の目標付加摩擦トルクTctがローパスフィルタ処理されることにより、高周波のノイズ成分が除去されたローパスフィルタ処理後の目標付加摩擦トルクTctfとして、目標摩擦トルクTftが演算される。
以上の説明から解るように、実施形態によれば、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、ステップ30及び70において肯定判別が行われ、ステップ90以降が実行される。操舵トルクTなどの何れかの指標値の大きさが、基準値Tnceなどの対応する標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、ステップ90において否定判別が行われる。よって、ステップ110において自動運転が中止されることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡が変更される。従って、運転者は、自動運転による車線変更が行われる際に、指標値の大きさが標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さくなる範囲にて操舵操作を行うことにより、自動運転を中止させることなく、指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡を変更することができる。
また、ステップ110において、図4に示されたフローチャートに従って、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさに応じて車線変更の軌跡に関する運転者の意図が判定される。よって、運転者は、操舵操作以外の特別な操作を要することなく操舵操作を行うことにより、自らの意図を反映する軌跡にて車線変更を行わせることができる。
実施形態において、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値は、操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Yである。これらの指標値によれば、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を的確に判定することができる。よって、指標値の大きさが、第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止させることなく、上記五つの指標値に基づいて、車線変更に関する運転者の意図が的確に反映するよう、車線変更の目標軌跡を変更することができる。
また、実施形態によれば、指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、ステップ110が実行される。ステップ110において、車線変更の目標軌跡が、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更される。よって、運転者は、操舵操作を行うことにより、車線変更の目標軌跡を、指標値の大きさに応じて、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更することができる。
更に、実施形態によれば、指標値の大きさが第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転が中止される(ステップ50)。第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値(ステップ90)よりも大きい。よって、例えば第一の自動運転中止基準値が第二の自動運転中止基準値以下である場合に比して、運転者が継続を希望する自動運転が、運転者の操舵操作に起因して中止される虞を低減することができる。従って、自動運転を継続させつつ運転者の操舵操作によって車線変更の目標軌跡を変更することを行い易くすることができる。
<実施形態の作動>
以上の通り構成された実施形態にかかる自動運転車両10の作動を、LKA制御中の種々の場合について説明する。
なお、LKA制御が実行されていない場合には、図2に示されたフローチャートのステップ10において否定判別が行われ、ステップ100においてLKA制御の目標操舵トルクTadtが0に設定される。よって、図5に示されたフローチャートのステップ240において最終目標操舵アシストトルクTatfは目標操舵アシストトルクTatのみと同一の値に演算されるので、LKA制御による前輪20FL及び20FRの転舵角の制御、即ち自動運転は行われない。
<A.車線変更が不要で非操舵中の場合>
車線変更が不要で運転者により操舵操作が行われていない場合には、図2に示されたフローチャートのステップ10において肯定判別が行われ、ステップ30及び40において否定判別が行われる。よって、ステップ60において操舵角θの目標変化量Δθatが、ステップ20において演算された目標変化量Δθlkatに設定され、ステップ120及び130により車両を車線変更が不要な目標軌跡に沿って走行させるためのLKA制御の目標操舵トルクTadtが演算される。従って、ステップ240において最終目標操舵アシストトルクTatfは目標操舵アシストトルクTatと目標操舵トルクTadtとの和に演算され、ステップ250において車線変更が行われない目標軌跡に沿って車両10が走行するよう、前輪20FL及び20FRの転舵角が制御される。
<B.車線変更が不要で操舵中の場合>
車線変更が不要で運転者により操舵操作が行われている場合には、図2に示されたフローチャートのステップ10において肯定判別が行われ、ステップ30において否定判別が行われ、ステップ40において肯定判別が行われる。よって、ステップ50において、上記条件Ance1〜Ance5の少なくとも一つが成立するか否かの判別が行われることにより、自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。
自動運転を中止すべき旨の判別が行われたときには、ステップ100においてLKA制御の目標操舵トルクTadtが0に設定され、ステップ130において、目標操舵トルクTadtが0であることを示す信号がLKA制御装置16からEPS制御装置14へ出力される。その後はステップ10に於いて否定判別が行われる。従って、ステップ240において最終目標操舵アシストトルクTatfは目標操舵アシストトルクTatに演算され、ステップ250において自動運転が行われることなく操舵アシストトルクTaの制御が行われる。
これに対し、自動運転を中止すべきではない旨の判別が行われたときには、ステップ60において、操舵角θの目標変化量Δθatが、ステップ20において演算された目標変化量Δθlkatに設定される。よって、上記<A.車線変更が不要で非操舵中の場合>と同様に、車線変更が行われない目標軌跡に沿って車両10が走行するよう、前輪の転舵角が制御される。
<C.車線変更が必要で非操舵中の場合>
車線変更が必要で運転者により操舵操作が行われていない場合には、図2に示されたフローチャートのステップ10及び30において肯定判別が行われ、ステップ70において否定判別が行われる。よって、ステップ80において予め設定された車線変更の軌跡に沿って車両を走行させるための操舵角θの目標変化量Δθatが演算され、ステップ120及び130により車両を車線変更が必要な目標軌跡に沿って走行させるためのLKA制御の目標操舵トルクTadtが演算される。従って、ステップ240において最終目標操舵アシストトルクTatfは目標操舵アシストトルクTatと目標操舵トルクTadtとの和に演算され、ステップ250において軌跡104nに沿って車両10が走行するよう、前輪の転舵角が制御される。
<D.車線変更が必要で操舵中の場合>
車線変更が必要で運転者により操舵操作が行われている場合には、図2に示されたフローチャートのステップ10、30及び70において肯定判別が行われる。よって、ステップ90において、上記条件Ace1〜Ace5の少なくとも一つが成立するか否かの判別が行われることにより、自動運転を中止すべきか否かの判別が行われる。
自動運転を中止すべき旨の判別が行われたときには、ステップ100においてLKA制御の目標操舵トルクTadtが0に設定される。よって、上記<B.車線変更が不要で操舵中の場合>において自動運転を中止すべき旨の判別が行われた場合と同様に、自動運転が行われることなく操舵アシストトルクの制御が行われる。
これに対し、自動運転を中止すべきではない旨の判別が行われたときには、ステップ110において、車線変更の目標軌跡が標準の車線変更の軌跡、遅めの車線変更の軌跡、早めの車線変更の軌跡、車線変更取り止めの軌跡の何れであるかが決定され、決定された目標軌跡での車線変更を達成するための操舵角θの目標変化量Δθatが演算される。ステップ120において、操舵角θを目標変化量Δθat変化させるためのトルクとしてLKA制御の目標操舵トルクTadtが演算される。従って、ステップ240において最終目標操舵アシストトルクTatfは目標操舵アシストトルクTatと目標操舵トルクTadtとの和に演算され、ステップ250において決定された車線変更の目標軌跡に沿って車両10が走行するよう、前輪の転舵角が制御される。
D−1.上記条件Acn1〜Acn5の全てが成立する場合
この場合には、ステップ111において肯定判別が行われ、ステップ112において車線変更の目標軌跡が標準の車線変更104n(図12の実線の矢印)に設定される。よって、車線変更の目標軌跡が不必要に標準の軌跡以外の軌跡に変更されることを回避することができる。
D−2.上記条件Acn1〜Acn5の何れかが成立せず、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向と同一である場合
この場合には、ステップ111において否定判別が行われ、ステップ113において肯定判別が行われ、ステップ114において車線変更の目標軌跡が早めの車線変更104a(図12の一点鎖線の矢印)に設定される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と同一の方向へ転舵輪が転舵されるよう操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を早めの車線変更の軌跡に変更することができる。
D−3.上記条件Acn1〜Acn5の何れかが成立せず、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向とは逆の方向であり、上記条件Acs1〜Acs5の少なくとも一つが成立する場合
この場合には、ステップ111及び113において否定判別が行われ、ステップ115において肯定判別が行われ、ステップ116において車線変更を取り止めて元の車線100に戻るべきである(図12の太い二点鎖線の矢印)と判別される。よって、操舵角θの目標変化量Δθatは、車両が車線変更取り止めの軌跡100sに沿って走行する値になるよう演算される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値よりも大きい範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を車線変更取り止めの軌跡に変更することができる。
D−4.上記条件Acn1〜Acn5の何れかが成立せず、運転者の操舵の方向が車線変更のための操舵の方向とは逆の方向であり、上記条件Acs1〜Acs5の何れも成立しない場合
この場合には、ステップ111、113及び115において否定判別が行われ、ステップ117において車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更100d(図12の破線の矢印)に設定される。よって、運転者は、自動運転による転舵輪の転舵方向と逆の方向へ転舵輪が転舵されるよう、指標値の大きさが車線変更取り止め基準値以下である範囲にて操舵操作を行うことにより、操舵操作以外の特別な操作を要することなく、車線変更の目標軌跡を遅めの車線変更の軌跡に変更することができる。
なお、車線変更の目標軌跡が遅めの車線変更の軌跡又は早めの車線変更の軌跡に変更される場合には、車線変更が進行すると、車両が運転者の希望する車線変更の軌跡に沿って走行するようになるので、運転者の操舵操作量は小さくなる。よって、ステップ70において否定判別が行われ、ステップ80において、操舵角θの目標変化量Δθatは車線変更が設定された軌跡にて行われるよう演算される。
[修正例]
修正例におけるLKA制御の目標操舵トルクTadtの演算は、図2に示されたフローチャートに代えて、図13に示されたフローチャートに従って行われる。ステップ110において実行される車線変更の目標軌跡の決定及び操舵角θの目標変化量Δθatの演算は、図14に示されたフローチャートに従って行われる。更に、操舵アシストトルクの制御は、図5に示されたフローチャートに代えて、図15に示されたフローチャートに従って行われる。なお、図13、図14及び図15において、それぞれ図2、図4及び図5に示されたステップと同一のステップには、図2、図4及び図5において付されたステップ番号と同一のステップ番号が付されており、それらのステップについての説明を省略する。
図13と図2との比較から解るように、図13のステップ60においては、操舵角θの目標変化量Δθatが目標変化量Δθlkatに設定されると共に、運転者の操舵負担を軽減するための目標基本操舵アシストトルクTabに対する補正係数Kaが1に設定される。ステップ80においては、標準の車線変更の軌跡104nに沿って車両を走行させるための操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数Kaが1に設定される。更に、ステップ100においては、LKA制御の目標操舵トルクTadtが0に設定されると共に、補正係数Kaが1に設定される。
また、図14と図4との比較から解るように、図14のステップ112及び117においては、それぞれ実施形態の場合と同様に、車線変更の目標軌跡が設定され、操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数Kaが1に設定される。これに対し、ステップ114においては、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に設定され、操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数KaがKaa(1よりも大きい正の定数)に設定される。同様に、ステップ116においては、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に設定され、操舵角θの目標変化量Δθatが演算されると共に、補正係数KaがKas(1よりも大きい正の定数)に設定される。KasはKaa1よりも大きい値であることが好ましいが、Kaaと同一又はKaaよりも小さい値であってもよい。
更に、図15と図5との比較から解るように、図15のステップ240においては、最終目標操舵アシストトルクTatfが、補正係数Ka及び目標基本操舵アシストトルクTabの積、目標減衰トルクTdt、目標摩擦トルクTft及びLKA制御の目標操舵トルクTadtの和(KaTab+Tdt+Tf+Tadt)として演算される。即ち、目標基本操舵アシストトルクTabがKa倍に補正される。
以上の説明より解るように、修正例によれば、実施形態において得られる作用効果と同一の作用効果を得ることができることに加えて、補正係数Kaによる作用効果を得ることができる。
即ち、ステップ114において、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に変更されるときには、補正係数Kaが1よりも大きい正の定数であるKasに設定される。ステップ116において、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に設定されるときには、補正係数Kaが1よりも大きい正の定数であるKasに設定される。よって、目標基本操舵アシストトルクTabは、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡又は車線変更取り止めの軌跡に変更されるときには、車線変更の目標軌跡がこれらの軌跡に変更されないときに比して、増大される。従って、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡又は車線変更取り止めの軌跡に変更されるときには、目標操舵アシストトルクが増大されるので、運転者は容易に操舵操作することができ、車線変更の目標軌跡を容易に早めの車線変更の軌又は車線変更取り止めの軌跡跡に変更することができる。
なお、車線変更の目標軌跡が早めの車線変更の軌跡に変更される場合にも、車線変更が進行すると、運転者の操舵操作量は減少する。よって、ステップ70において否定判別が行われ、補正係数Kaは1に設定される。従って、車線変更の途中で操舵アシストトルクが過剰になることを回避することができる。
同様に、車線変更の目標軌跡が車線変更取り止めの軌跡に変更される場合にも、車線変更取り止めが完了に近づくと、運転者の操舵操作量は減少する。よって、ステップ70において否定判別が行われ、補正係数Kaは1に設定される。従って、車線変更取り止めが完了に近づく状況において操舵アシストトルクが過剰になることを回避することができる。
以上においては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
例えば、上述の実施形態及び修正例においては、指標値は、操舵トルクT、操舵角θ、操舵角速度θd、操舵角の偏差Δθt及び横偏差Yであるが、指標値はこれらの少なくとも一つであればよく、これらの指標値の何れかが省略されてもよい。
また、上述の実施形態及び修正例においては、ステップ50、90及び115においては、それぞれ五つの条件の少なくとも一つが成立するときに肯定判別が行われるようになっている。しかし、五つの条件のうちの任意の複数の条件が成立するときに肯定判別が行われるよう修正されてもよい。
また、上述の実施形態及び修正例においては、ステップ110において指標値の大きさに応じて車線変更の目標軌跡が、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更される。早めの車線変更の軌跡及び遅めの車線変更の軌跡は、車速Vに応じて可変設定されるが、指標値の大きさによっては可変設定されない。しかし、早めの車線変更の軌跡及び遅めの車線変更の軌跡は、車速V及び指標値の大きさの両者に応じて可変設定されるよう修正されてもよい。
また、上述の実施形態及び修正例においては、標準の軌跡、標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡及び標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡は、同一の形態をなし、車線変更の開始タイミングが異なっている。しかし、例えば早めの車線変更の軌跡における操舵角の変化速度が標準の軌跡における操舵角の変化速度よりも速くなり、遅めの車線変更の軌跡における操舵角の変化速度が標準の軌跡における操舵角の変化速度よりも遅くなるよう、各軌跡の形態が互いに異なるよう修正されてもよい。
更に、上述の実施形態及び修正例においては、ステップ50において否定判別が行われたときには、ステップ40において否定判別が行われた場合と同様に、ステップ60において操舵角θの目標変化量Δθatが目標変化量Δθlkatに設定される。しかし、ステップ50において否定判別が行われたときには、操舵角θの目標変化量Δθatは、運転者の操舵操作量を考慮して目標変化量Δθlkatが修正された値に演算されるよう修正されてもよい。
10…自動運転車両、12…電動パワーステアリング(EPS)装置、14…EPS制御装置、16…走行制御装置、20FL〜20RR…車輪、42…転舵装置、50…操舵角センサ、52…トルクセンサ、54…車速センサ、60…CCDカメラ、62…選択スイッチ

Claims (9)

  1. 転舵輪を転舵するよう構成された転舵装置と、車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標操舵角を演算し、操舵角が前記目標操舵角になるように、前記転舵装置の制御によって前記転舵輪の転舵角を変化させる自動運転を行うよう構成された制御装置と、を有し、前記制御装置は、自動運転による車線変更の必要があるときには、車線変更の目標軌跡が予め設定された標準の軌跡に設定されて車線変更が行われるように前記転舵装置を制御するよう構成された自動運転車両において、
    前記制御装置は、自動運転による車線変更の必要があり且つ運転者により操舵操作が行われている場合には、運転者の操舵操作に応じて変化する指標値であって、車線変更の軌跡に関する運転者の意図を判定するための指標値の大きさが、標準基準値よりも大きく且つ第一の自動運転中止基準値よりも小さいときには、自動運転を中止することなく、前記指標値の大きさに応じて前記車線変更の目標軌跡を変更するよう構成された自動運転車両。
  2. 請求項1に記載の自動運転車両において、前記指標値は、操舵トルク、操舵角、操舵角速度、操舵角と目標操舵角との偏差及び目標軌跡に対する車両の横方向の偏差の少なくとも一つである、自動運転車両。
  3. 請求項1に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記車線変更の目標軌跡を、前記標準の軌跡よりも早めの車線変更の軌跡、前記標準の軌跡よりも遅めの車線変更の軌跡及び車線変更取り止めの軌跡の何れかに変更するよう構成された自動運転車両。
  4. 請求項1に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記指標値の大きさが前記第一の自動運転中止基準値以上であるときには、自動運転を中止し、前記第一の自動運転中止基準値は、自動運転による車線変更が不要であり且つ運転者により操舵操作が行われているときにおける第二の自動運転中止基準値よりも大きい、自動運転車両。
  5. 請求項1に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記指標値の大きさが前記標準基準値以下であるときには、前記車線変更の目標軌跡を前記標準の軌跡に設定するよう構成された自動運転車両。
  6. 請求項3に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、前記指標値の大きさが前記標準基準値よりも大きく且つ前記第一の自動運転中止基準値よりも小さい場合において、運転者の操舵操作による前記転舵輪の転舵方向が自動運転による前記転舵輪の転舵方向と同一の方向であるときに、前記車線変更の目標軌跡を前記早めの車線変更の軌跡に変更するよう構成された自動運転車両。
  7. 請求項3に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、運転者の操舵操作による前記転舵輪の転舵方向が自動運転による前記転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、前記標準基準値よりも大きく且つ前記第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、前記指標値の大きさが前記車線変更取り止め基準値以下であるときに、前記車線変更の目標軌跡を前記遅めの車線変更の軌跡に変更するよう構成された自動運転車両。
  8. 請求項3に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、運転者の操舵操作による前記転舵輪の転舵方向が自動運転による前記転舵輪の転舵方向とは逆の方向である場合において、前記標準基準値よりも大きく且つ前記第一の自動運転中止基準値よりも小さい値を車線変更取り止め基準値として、前記指標値の大きさが前記車線変更取り止め基準値よりも大きいときに、前記車線変更の目標軌跡を前記車線変更取り止めの軌跡に変更するよう構成された自動運転車両。
  9. 請求項6に記載の自動運転車両において、前記制御装置は、運転者の操舵操作を補助するための目標操舵アシストトルクを演算すると共に、操舵角が前記目標操舵角になるように前記転舵装置の制御によって前記転舵輪の転舵角を変化させるための自動運転の目標操舵トルクを演算するよう構成され、前記転舵装置は、前記目標操舵アシストトルク及び前記自動運転の目標操舵トルクの和に基づいて前記転舵輪を転舵するよう構成され、前記制御装置は、前記車線変更の目標軌跡を前記早めの車線変更の軌跡及び前記車線変更取り止めの軌跡の一方に変更するときには、前記車線変更の目標軌跡を前記一方の軌跡に変更しないときに比して、前記目標操舵アシストトルクを増大させるよう構成された自動運転車両。
JP2016251555A 2016-12-26 2016-12-26 自動運転車両 Active JP6652045B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016251555A JP6652045B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 自動運転車両

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016251555A JP6652045B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 自動運転車両
US15/843,986 US10649454B2 (en) 2016-12-26 2017-12-15 Autonomous vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018103761A true JP2018103761A (ja) 2018-07-05
JP6652045B2 JP6652045B2 (ja) 2020-02-19

Family

ID=62629700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016251555A Active JP6652045B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 自動運転車両

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10649454B2 (ja)
JP (1) JP6652045B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020032828A (ja) * 2018-08-29 2020-03-05 三菱電機株式会社 車両用操舵装置
WO2020090864A1 (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 東京計器株式会社 ハンドル角制御装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106114507B (zh) * 2016-06-21 2018-04-03 百度在线网络技术(北京)有限公司 用于智能车辆的局部轨迹规划方法和装置
US10259496B2 (en) 2017-02-07 2019-04-16 Ford Global Technologies, Llc Steering-wheel feedback mechanism
US10538268B2 (en) * 2017-02-07 2020-01-21 Ford Global Technologies, Llc Steering-wheel control mechanism for autonomous vehicle
US20180259961A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 Delphi Technologies, Inc. Lane-changing system for automated vehicles
US10379538B1 (en) * 2017-03-20 2019-08-13 Zoox, Inc. Trajectory generation using motion primitives
CN109283926A (zh) * 2018-08-16 2019-01-29 郑州轻工业学院 一种基于程序方位角的车辆沿车道线自动驾驶的方法
CN110525433B (zh) * 2019-07-10 2020-07-28 聊城大学 基于驾驶员意图识别的转向力矩引导分配曲线设计方法
CN110503823B (zh) * 2019-07-11 2021-06-22 江苏大学 一种自动驾驶车辆专用车道控制系统与方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3823924B2 (ja) * 2003-01-31 2006-09-20 日産自動車株式会社 車両挙動制御装置
JP5796481B2 (ja) 2011-12-21 2015-10-21 トヨタ自動車株式会社 軌跡制御装置および軌跡制御方法
JP5578331B2 (ja) * 2011-12-26 2014-08-27 トヨタ自動車株式会社 車両の走行軌跡制御装置
JP6331637B2 (ja) 2014-04-18 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 走行支援装置
JP5970513B2 (ja) 2014-09-29 2016-08-17 富士重工業株式会社 運転支援制御装置
JP6137212B2 (ja) * 2015-02-02 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
KR20170014163A (ko) * 2015-07-29 2017-02-08 주식회사 만도 차선유지 제어방법 및 그 장치
US9623851B1 (en) * 2016-04-22 2017-04-18 Honda Motor Co., Ltd. Vehicle braking apparatus, and methods of use and manufacture thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020032828A (ja) * 2018-08-29 2020-03-05 三菱電機株式会社 車両用操舵装置
WO2020090864A1 (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 東京計器株式会社 ハンドル角制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6652045B2 (ja) 2020-02-19
US10649454B2 (en) 2020-05-12
US20180181132A1 (en) 2018-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018103761A (ja) 自動運転車両
JP5620951B2 (ja) 車両のパワーステアリング制御装置
US9211911B2 (en) Method for steering assistance during an emergency maneuver
JP4539693B2 (ja) 操舵制御装置及び車両
JP2000118423A (ja) 車両用操舵制御装置
JP5983759B2 (ja) 車両の走行制御装置
JP6278019B2 (ja) 車両用運転支援装置
JP3896995B2 (ja) 車両用走行支援装置
JP4811188B2 (ja) 車両の操舵制御装置
US9802645B2 (en) Steering reaction force control apparatus for vehicle
JPH11198844A (ja) 操舵力制御装置
JP4692403B2 (ja) 車両の操舵装置
JP5301877B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP6790991B2 (ja) 車両の操舵支援装置および操舵支援制御方法
JP2018177152A (ja) 車両の操舵支援装置および操舵支援方法
JP6663767B2 (ja) 車両の操舵支援装置
US9937954B2 (en) Steering reaction force control apparatus for vehicle
JP6082319B2 (ja) 車両のレーンキープ制御装置
JP5380860B2 (ja) 車線維持支援装置及び車線維持支援方法
JP2010158987A (ja) 車両用転舵制御装置
JP6638012B2 (ja) 車両の車線逸脱防止制御装置
US10336366B2 (en) Driving support apparatus for vehicle
JP4576881B2 (ja) 車両用自動操舵装置
JP2014144745A (ja) 車両の走行制御装置
JP3896994B2 (ja) 車両用走行支援装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190611

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190729

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: 20191224

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6652045

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200106