JP2019111913A - 操舵制御装置及び操舵制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が漫然運転状態となった場合に車線の中央への誘導が不足することを抑制する。【解決手段】操舵制御装置１０は、車両Ｖが走行している車線における、車両Ｖの車線の中央からの横ずれ量を特定する特定部１１と、運転者の操舵力を検出する操舵力検出部１３と、検出された操舵力に基づいて操舵力の偏差を算出する算出部１４と、車両Ｖに対して、特定された横ずれ量に基づいて車線の中央に車両Ｖを誘導する操舵制御を行い、算出された偏差が第１の値である場合、算出された偏差が第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力により操舵制御を行う操舵制御部１５とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、操舵制御装置及び操舵制御方法に関する。

従来、車両が車線の中央を走行するように、車両の操舵を補助する操舵制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−８０１７７号公報

ところで、車線の中央に車両を誘導する操舵補助力が強いと運転者が煩わしいと感じることがあるため、操舵制御装置は、運転者の操舵を妨げないように操舵補助を行うことが好ましい。しかしながら、運転者が眠気や疲労等により意識が低下し、漫然運転している場合に運転者の操舵を妨げないように操舵補助を行うと、車線の中央への誘導が不足するという問題が生じる。

そこで、本開示はこれらの点に鑑みてなされたものであり、運転者が漫然運転状態となった場合に車線の中央への誘導が不足することを抑制することができる操舵制御装置及び操舵制御方法を提供することを目的とする。

本開示の第１の態様に係る操舵制御装置は、車両が走行している車線における、前記車両の前記車線の中央からの横ずれ量を特定する特定部と、運転者の操舵力を検出する検出部と、検出された前記操舵力に基づいて操舵力の偏差を算出する算出部と、前記車両に対して、特定された前記横ずれ量に基づいて前記車線の中央に前記車両を誘導する操舵制御を行い、算出された前記偏差が第１の値である場合、算出された前記偏差が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力により前記操舵制御を行う操舵制御部と、を備える。

前記操舵制御部は、特定された前記横ずれ量と、算出された前記偏差とに基づいて操舵補助力を特定し、当該操舵補助力により前記操舵制御を行ってもよい。

前記操舵制御装置は、前記偏差の最小値に対応する前記横ずれ量と、前記操舵補助力との関係を示すマップ情報である第１マップ情報と、前記偏差の最大値に対応する前記マップ情報である第２マップ情報とを記憶する記憶部をさらに備え、前記操舵制御部は、前記第１マップ情報における、特定された前記横ずれ量に対応する操舵補助力である第１操舵補助力を特定するとともに、前記第２マップ情報における、特定された前記横ずれ量に対応する操舵補助力である第２操舵補助力を特定し、算出された前記偏差の前記最小値と前記最大値との間における位置に基づいて、前記第１操舵補助力と前記第２操舵補助力との適用比率を特定し、当該適用比率に基づいて前記第１操舵補助力と前記第２操舵補助力とを合成することにより、算出された前記偏差及び特定された前記横ずれ量に対応する操舵補助力を特定してもよい。

本開示の第２の態様に係る操舵制御方法は、コンピュータが実行する、車両が走行している車線における、前記車両の前記車線の中央からの横ずれ量を特定するステップと、運転者の操舵力を検出するステップと、検出された前記操舵力に基づいて操舵力の偏差を算出するステップと、前記車両に対して、特定された前記横ずれ量に基づいて前記車線の中央に前記車両を誘導する操舵制御を行い、算出された前記偏差が第１の値である場合、算出された前記偏差が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力により前記操舵制御を行うステップと、を備える。

本開示によれば、運転者が漫然運転状態となった場合に車線の中央への誘導が不足することを抑制することができるという効果を奏する。

実施の形態に係る操舵制御装置の概要を説明するための図である。 実施の形態に係る操舵制御装置が設けられている車両の構成を示す図である。 実施の形態に係るマップ情報の例を示す図である。 実施の形態に係る適用比率情報の例を示す図である。 実施の形態に係る操舵制御装置が実行する操舵補助処理の流れを説明するためのフローチャートである。

＜実施の形態の概要＞
図１は、実施の形態に係る操舵制御装置１０の概要を説明するための図である。実施の形態に係る操舵制御装置１０は車両Ｖに搭載され、車両Ｖの操舵を補助するために用いられる。限定はしないが、実施の形態に係る操舵制御装置１０は、バスやトラック等の大型の車両Ｖに好適に用いられる。以下本明細書では、車両Ｖがバスやトラック等の大型の車両Ｖであることを前提に説明する。

実施の形態に係る操舵制御装置１０は、撮像装置１が撮像した車両Ｖの前方の画像を解析して、車両Ｖが走行する車線の中心からの車両Ｖの横ずれ量を特定する。操舵制御装置１０は、特定した横ずれ量に基づいて、車両Ｖが車線の中心を走行するように操舵補助を行うことにより、車両Ｖが車線内を走行することを維持する。

実施の形態に係る操舵制御装置１０は、車両Ｖの運転者の操舵力を検出し、当該操舵力に基づいて操舵力の偏差を算出する。操舵力の偏差が小さい場合、運転者の意識が低く、車線を逸脱する可能性が高いところ、操舵制御装置１０は、操舵補助を行う場合に、算出された偏差が小さい場合、算出された偏差が大きい場合に比べて強い操舵補助力により操舵補助を行う。このようにすることで、操舵制御装置１０は、漫然運転（Careless Driving）状態となった場合に車線の中央への誘導が不足することを抑制することができる。

＜車両Ｖの構成＞
図２は、操舵制御装置１０が設けられている車両Ｖの構成を示す図である。
図２に示すように、車両Ｖは、撮像装置１と、車速センサ２と、トルクセンサ３と、モータ４と、操舵制御装置１０とを備える。

撮像装置１は、車両Ｖに搭載された車載カメラである。撮像装置１は、車両Ｖが走行する車線を含む、車両Ｖの進行方向前方を撮像する。撮像装置１は、撮像した画像を操舵制御装置１０に出力する。
車速センサ２は、車両Ｖの速度を検出する。車速センサ２は、検出した車両Ｖの速度を示す速度情報を操舵制御装置１０に出力する。

トルクセンサ３は、車両Ｖのステアリングシャフト（不図示）に設けられている。トルクセンサ３は、ステアリングシャフトにかかるトルクを検出することにより、運転者の操舵力を検出する。トルクセンサ３は、所定時間おきに操舵力を検出し、当該操舵力を示す操舵力情報を操舵制御装置１０に出力する。ここで、ステアリングが時計回り方向に操舵されている場合には、操舵力の符号は正となり、ステアリングが反時計回り方向に操舵されている場合には、操舵力の符号は負となるものとする。
モータ４は、操舵補助部として機能し、例えば、操舵制御装置１０の制御に応じて、ギア等を介してステアリングシャフトにトルク（操舵補助力）を付与する。

操舵制御装置１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサやメモリ等を含むコンピュータである。
操舵制御装置１０は、特定部１１と、車速検出部１２と、操舵力検出部１３と、算出部１４と、操舵制御部１５と、記憶部１６とを備える。

特定部１１は、車両Ｖが走行している車線における、車両Ｖの車線の中央からの横ずれ量を特定する。具体的には、まず、特定部１１は、撮像装置１が撮像した画像を取得し、当該画像を解析して、車両Ｖが走行する車線の中心位置と、当該車線における車両Ｖの中心位置とを特定する。そして、特定部１１は、当該車線における中心位置と、車両Ｖの中心位置との距離を測定することにより、当該車線の中央位置からの車両Ｖの横ずれ量を測定する。

車速検出部１２は、車速センサ２から出力される車速情報を用いて、所定時間おきに車両Ｖの速度を検出する。
操舵力検出部１３は、トルクセンサ３から出力される操舵力情報を用いて、所定時間おきに車両Ｖに設けられているステアリングにかかる運転者の操舵力を検出する。

算出部１４は、操舵力検出部１３が検出した操舵力に基づいて、操舵力の偏差を算出する。具体的には、算出部１４は、操舵力検出部１３から第１時間内に出力されたｎ個の操舵力情報が示す操舵力に基づいて、偏差を算出する。算出部１４は、例えば、以下の式（１）に示される分散の公式により算出される分散の値ｓ^２を偏差として算出する。ここで、ｘ_ｉは、ｎ個の操舵力情報が示す操舵力のうち、ｉ番目の操舵力であり、ｘバーは、ｎ個の操舵力情報が示す操舵力の平均値である。

なお、本実施形態では、偏差の最大値と、偏差の最小値とが設けられている。算出部１４は、算出した偏差が、偏差の最大値を超えている場合、算出した偏差を、当該最大値に補正する。算出部１４は、算出した偏差が、偏差の最小値未満である場合、算出した偏差を、当該最小値に補正する。

操舵制御部１５は、車両Ｖに対して、特定部１１により特定された横ずれ量に基づいて操舵補助力を発生させることにより、車線の中央に車両Ｖを誘導する操舵補助を行う。操舵制御部１５は、特定部１１により特定された横ずれ量と、車速検出部１２により検出された車両Ｖの速度と、算出部１４により特定された偏差とに基づいて、操舵補助力を特定し、当該操舵補助力をモータ４に発生させることにより操舵補助を行う。

操舵制御部１５は、算出された偏差が第１の値である場合、算出された偏差が第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力をモータ４に発生させることにより操舵補助を行う。

操舵制御部１５は、以下のように操舵補助力を特定する。まず、記憶部１６には、操舵力の偏差の最小値に対応する横ずれ量と、モータ４から発生させる操舵補助力との関係を示すマップ情報である第１マップ情報と、操舵力の偏差の最大値に対応するマップ情報である第２マップ情報とが記憶されている。第１マップ情報と、第２マップ情報とは、車両Ｖが取り得る複数の速度のそれぞれに対応して記憶部１６に記憶されている。

図３は、実施の形態に係るマップ情報の例を示す図である。図３（ａ）は、偏差の最小値に対応するマップ情報である第１マップ情報を示し、図３（ｂ）は、偏差の最大値に対応するマップ情報である第２マップ情報を示している。ここで、図３（ａ）に示す第１マップ情報と、図３（ｂ）に示す第２マップ情報とは、所定速度に対応しているものとする。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、偏差が小さい場合には、偏差が大きい場合に比べて操舵補助力が強いことが確認できる。

操舵制御部１５は、車速検出部１２により検出された車両Ｖの速度に対応する第１マップ情報及び第２マップ情報を参照する。そして、操舵制御部１５は、当該第１マップ情報における、特定された横ずれ量に対応する操舵補助力である第１操舵補助力を特定するとともに、第２マップ情報における、特定された横ずれ量に対応する操舵補助力である第２操舵補助力を特定する。

記憶部１６には、偏差の最小値と偏差の最大値との間における偏差に対応する、第１操舵補助力と、第２操舵補助力との適用比率を示す適用比率情報が記憶されている。図４は、実施の形態に係る適用比率情報の例を示す図である。図４に示す実線Ｌ１は、第１操舵補助力の適用比率を示し、破線Ｌ２は、第２操舵補助力の適用比率を示している。図４に示す例では、算出部１４により算出された偏差が、最小値（０．００５）と、最大値（０．０３）の中間値（０．０１７５）である場合、第１操舵補助力と、第２操舵補助力との適用比率は、いずれも０．５であることが確認できる。

操舵制御部１５は、図４に示す適用比率情報を算出し、算出された偏差の最小値と最大値との間における位置に基づいて、第１操舵補助力と第２操舵補助力との適用比率を特定し、当該適用比率に基づいて第１操舵補助力と第２操舵補助力とを合成することにより、検出された車両Ｖの速度、算出された偏差、及び特定された横ずれ量に対応する操舵補助力を特定する。そして、操舵制御部１５は、特定した操舵補助力をモータ４に発生させることにより操舵補助を行う。

第１操舵補助力をＦ_１、第２操舵補助力をＦ_２、第１操舵補助力の適用比率をｒ_１、第２操舵補助力の適用比率をｒ_２とすると、検出された車両Ｖの速度、算出された偏差、及び特定された横ずれ量に対応する操舵補助力Ｆは、以下の式（２）で示される。

＜操舵制御装置１０が実行する操舵補助の処理フロー＞
図５は、実施の形態に係る操舵制御装置１０が実行する操舵補助処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、例えば車両Ｖが車線内を走行している場合に所定時間おきに実行される。

特定部１１は、車両Ｖの走行車線の中央からの横ずれ量を特定する（Ｓ２）。
続いて、車速検出部１２は、車速センサ２から出力される車速情報に基づいて車両Ｖの速度を検出する（Ｓ４）。
続いて、操舵力検出部１３は、トルクセンサ３から出力される操舵力情報に基づいて操舵力を検出する（Ｓ６）。
なお、Ｓ２からＳ６の処理は、図５に示す順序とは異なる順序で実行されてもよい。

続いて、算出部１４は、操舵力検出部１３から出力された直近のｎ個の操舵力情報が示す操舵力に基づいて、操舵力の偏差を算出する（Ｓ８）。

続いて、操舵制御部１５は、Ｓ４において検出された車両Ｖの速度に対応する第１マップ情報及び第２マップ情報を参照する。そして、操舵制御部１５は、当該第１マップ情報における、特定された横ずれ量に対応する操舵補助力である第１操舵補助力を特定するとともに、第２マップ情報における、特定された横ずれ量に対応する操舵補助力である第２操舵補助力を特定する（Ｓ１０）。

続いて、操舵制御部１５は、適用比率情報を参照し、特定した第１操舵補助力及び第２操舵補助力の適用比率を特定する（Ｓ１２）。
続いて、操舵制御部１５は、特定した適用比率、第１操舵補助力、及び第２操舵補助力に基づいて、検出された車両Ｖの速度、算出された偏差、及び特定された横ずれ量に対応する操舵補助力を特定する（Ｓ１４）。
続いて、操舵制御部１５は、Ｓ１４において特定した操舵補助力をモータ４に発生させることにより操舵補助を実行する（Ｓ１６）。

＜実施の形態に係る効果＞
以上説明したように、実施の形態に係る操舵制御装置１０は、運転者の操舵力の偏差を算出し、算出された偏差が第１の値である場合、算出された偏差が第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力により操舵補助を行う。このようにすることで、操舵制御装置１０は、運転者の意識が低下し、操舵力の偏差が小さくなった場合に、車線の中央への誘導が不足することを抑制することができる。

また、操舵制御装置１０は、偏差の最小値に対応する横ずれ量と、操舵補助力との関係を示す第１マップ情報における、特定された横ずれ量に対応する操舵補助力である第１操舵補助力を特定するとともに、偏差の最大値に対応する横ずれ量と、操舵補助力との関係を示す第２マップ情報における、特定された横ずれ量に対応する操舵補助力である第２操舵補助力を特定する。そして、操舵制御装置１０は、偏差の最小値と偏差の最大値との間における、算出された偏差の位置に基づいて、第１操舵補助力と第２操舵補助力との適用比率を特定し、当該適用比率に基づいて第１操舵補助力と第２操舵補助力とを合成することにより、算出された偏差及び特定された横ずれ量に対応する操舵補助力を特定する。このようにすることで、操舵制御装置１０は、偏差に応じて第１操舵補助力と第２操舵補助力との適用比率を変化させて、操舵補助力を連続的に変化させることができるので、運転者は、違和感なく操舵を行うことができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１・・・撮像装置
２・・・車速センサ
３・・・トルクセンサ
４・・・モータ
１０・・・操舵制御装置
１１・・・特定部
１２・・・車速検出部
１３・・・操舵力検出部
１４・・・算出部
１５・・・操舵制御部
１６・・・記憶部
Ｖ・・・車両

Claims (4)

1. 車両が走行している車線における、前記車両の前記車線の中央からの横ずれ量を特定する特定部と、
   運転者の操舵力を検出する検出部と、
   検出された前記操舵力に基づいて操舵力の偏差を算出する算出部と、
   前記車両に対して、特定された前記横ずれ量に基づいて前記車線の中央に前記車両を誘導する操舵制御を行い、算出された前記偏差が第１の値である場合、算出された前記偏差が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力により前記操舵制御を行う操舵制御部と、
   を備える操舵制御装置。
2. 前記操舵制御部は、特定された前記横ずれ量と、算出された前記偏差とに基づいて操舵補助力を特定し、当該操舵補助力により前記操舵制御を行う、
   請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記偏差の最小値に対応する前記横ずれ量と、前記操舵補助力との関係を示すマップ情報である第１マップ情報と、前記偏差の最大値に対応する前記マップ情報である第２マップ情報とを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記操舵制御部は、前記第１マップ情報における、特定された前記横ずれ量に対応する操舵補助力である第１操舵補助力を特定するとともに、前記第２マップ情報における、特定された前記横ずれ量に対応する操舵補助力である第２操舵補助力を特定し、算出された前記偏差の前記最小値と前記最大値との間における位置に基づいて、前記第１操舵補助力と前記第２操舵補助力との適用比率を特定し、当該適用比率に基づいて前記第１操舵補助力と前記第２操舵補助力とを合成することにより、算出された前記偏差及び特定された前記横ずれ量に対応する操舵補助力を特定する、
   請求項２に記載の操舵制御装置。
4. コンピュータが実行する、
   車両が走行している車線における、前記車両の前記車線の中央からの横ずれ量を特定するステップと、
   運転者の操舵力を検出するステップと、
   検出された前記操舵力に基づいて操舵力の偏差を算出するステップと、
   前記車両に対して、特定された前記横ずれ量に基づいて前記車線の中央に前記車両を誘導する操舵制御を行い、算出された前記偏差が第１の値である場合、算出された前記偏差が前記第１の値よりも大きい第２の値である場合における操舵補助力よりも強い操舵補助力により前記操舵制御を行うステップと、
   を備える操舵制御方法。
   
   
   

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