JP2021088323A - 走行支援方法及び走行支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、実施の形態1の走行支援方法を実行する走行支援装置について説明する。
実施の形態1の走行支援方法を実行する走行支援装置は、自動運転モードを選択すると目標軌跡を生成し、生成した目標軌跡に沿って走行するように速度及び舵角による車両運動を制御する自動運転車両ADに適用したものである。
実施の形態1の車両制御装置が適用された自動運転車両ADは、図1に示すように、車載センサ1と、ナビゲーション装置2と、車載制御ユニット3と、アクチュエータ4と、HMIモジュール5と、VDC・TCSコントローラ6とを備えている。なお、「HMI」は「Human Machine Interface」の略称である。「VDC」は、「Vehicle Dynamics Control」の略称である。「TCS」は、「traction control system」の略称である。
次に、自動運転コントローラ31の構成について説明する。
自動運転コントローラ31は、図3に示すように、目標速度プロファイルを生成するのに必要な情報の取得処理部として、高精度地図データ記憶部311と、自己位置推定部312と、走行環境認識部313と、周囲物体認識部314と、を備えている。さらに、自動運転コントローラ31は、目標軌跡及び目標速度プロファイルを生成する階層処理部として、走行車線計画部315と、動作決定部316と、走行領域設定部317と、目標軌跡生成部318と、を備えている。
上述のようなVDC制御及びTCS制御を行うVDC・TCSコントローラ6の構成の概略を図2に基づいて説明する。
走行状態判定部700は、車載センサ1からのセンサ情報、目標軌跡生成部318からの目標軌跡情報を入力し、自車の目標軌跡における走行状況を示す値として旋回強度を算出する。そして、この旋回強度を用いて、前述したVDC・TCSコントローラ6の制御開始閾値算出部65が、各制御開始閾値を算出する。
以下に、走行状態判定部700の構成を、図4、図5、図6に基づいて説明する。
まず、図4に基づいて、走行状態判定部700の全体的な構成を説明する。
走行状態判定部700は、目標軌跡の曲率の集合体に基づいて目標軌跡上の走行状況を旋回強度として算出するもので、曲率算出部710と、曲率情報解析部720と、走行状況解析部730と、旋回強度算出部740とを備える。
次に、走行状況解析部730及び旋回強度算出部740の構成を、図5のブロック図に基づいて説明する。
RhoRef=(KPTC・GyMaxTraj・g)/V2 ・・・(1)
RhoSQNL=3・RhoStd・|sign(RhoMax)|・max(Skewness,0) ・・・(2)
RhoSQNR=3・RhoStd・|sign(RhoMin)|・min(Skewness,0) ・・・(3)
RhoSQN=RhoSQNL+RhoSQNR ・・・(4)
図6は旋回強度算出部740による各基準値から旋回強度への変換処理の流れを示す。
ステップS11では、過渡成分、定常成分の抽出を行う。なお、前述したように、曲率の分布が非正規分布であったり、あるいは、正規分布であっても偏差が大きく、分布のバラつきが大きい、つまり、分布の幅が所定以上であったりした場合は、過渡状態とする。
FactorTRA=max(NormRhoSQN、NormRhoStd) ・・・(5)
FactorSTA=1−FactorTRA ・・・・(6)
NormRhoUndef=
1−(NormRhoEntry+NormRhoExit) ・・・(7)
KappaCorEntry=FactorTRA×NormRhoEntry ・・(8)
KappaCorExit=FactorTRA×NormRhoExit ・・(9)
KappaCorUndef=
FactorTRA×NormRhoUndef ・・・(10)
NormStraight=1−NormCircle ・・・(11)
KappaCircle=FoctorSTA×NormCircle ・・・(12)
KappaStraight=
FoctorSTA×NormStraight ・・・(13)
前述したように、VDC・TCSコントローラ6では、制御開始閾値算出部65は、旋回強度に基づいて、制御開始閾値としてのUS抑制VDC制御閾値、OS抑制VDC制御閾値、TCS制御閾値を算出する。以下に、制御開始閾値算出部65における旋回強度に応じた制御開始閾値の算出について説明する。
TCS制御開始閾値は、自車両が前輪駆動(以下、FWDという)であるか後輪駆動(以下、RWDという)であるか、TCS制御開始閾値の設定の仕方が異なる。そこで、VDC・TCSコントローラ6は、FWD車とRWD車とで共用し、制御開始閾値算出部65におけるTCS制御閾値の設定の仕方を、FWD車とRWD車とに応じて予め設定するものとする。
まず、自車両がFWD車である場合を例にとり説明する。
TCS制御開始閾値は、各強度Kappaのうちでコーナ入口強度が最大値である場合、コーナ入口強度の大きさに応じて、標準値と、標準値よりも小さく最も開始容易な値である最浅値との間で、コーナ入口強度が強いほど、最浅値に近い値とする。具体的には、標準値に対し、コーナ入口強度に応じた「1」よりも小さな係数を乗じた値とする。なお、ここで用いるコーナ入口強度は、図8においてFWDのTCS制御開始閾値とRWDのTCS開始閾値との交点のコーナ入口強度以上の値である。
自車両がRWD車の場合は、各強度Kappaのうちでコーナ入口強度が最大値である場合、TCS制御開始閾値を、コーナ入口強度の大きさに応じて、標準値と、標準値よりも大きな値であって最も開始し難い値である最深値との間で、コーナ入口強度が強いほど、最深値に近い値に設定する。具体的には、標準値に対し、コーナ入口強度に応じた「1」よりも大きな係数を乗じた値とする。なお、ここで用いるコーナ入口強度は、図8においてFWDのTCS制御開始閾値とRWDのTCS開始閾値との交点のコーナ入口強度以上の値である。
まず、自動運転制御中にVDC制御による制御介入を行った例について説明する。
図9は実施の形態1の走行支援方法を実行する走行支援装置を搭載した自動運転車両ADと、本開示の走行支援方法を実施しない比較例と、のそれぞれの走行時のVDC制御の実行例を示す。なお、比較例は、OS抑制VDC制御開始閾値及びUS抑制VDC制御開始閾値として、常に標準値を用いるものとする。
図10は実施の形態1の走行支援方法を実行する走行支援装置を搭載したRWDの自動運転車両ADによる走行時のTCS制御の実行例を示す。
図11は、図9、図10と同様に、上から3段目が比較例の動作例を示し、上から4段目が本実施の形態1の動作例を示す。また、比較例は、TCS制御開始閾値として標準値のみを用いた例である。
(1)実施の形態1の走行支援方法は、FWDの自車両の駆動輪スリップ率とTCS制御開始閾値との比較に基づいて、TCSシステムによる自車両の駆動制御であるTCS制御を開始するか否かを判定するコントローラを用いた走行支援方法である。なお、TCSシステムは、VDC・TCSコントローラ6と、情報を入力するための車載センサ1と、速度制御アクチュエータ41を含む。また、コントローラとしては、車載制御ユニット3及びVDC・TCSコントローラ6を含む。
第1のステップでは、自車両の周囲状況を検出するセンサが検出する周囲状況に基づいて前記自車両の走行が、コーナ入口走行であるか、コーナ出口走行であるかを判定する。
第2のステップでは、コーナ入口走行かコーナ出口走行かの判定結果に基づいて、TCS制御開始閾値を設定する。なお、周囲状況とは、実施の形態1では、目標軌跡を算出するための情報を指し、車両の走行経路を特定できる地図データや、自車両の周囲の車両や障害物などの情報を含む。また、周囲状況の検出とは、要は、自車両の走行経路上の少なくともコーナ入口、出口の特定が可能であればよいため、目標経路を算出するものに限らず、例えば、カーナビゲーションシステムにより自車両の進行方向にコーナの存在の有無を検出可能なものであればよい。
一方、コーナ出口走行時には、コーナ入口走行時と比較して、相対的に大きな駆動力を生成することを許容し、コーナからの脱出方向であり、駆動輪である前輪の向いた方向である道路へ正対した方向への加速を可能とする。
したがって、高精度でコーナ入口を判定することができる。
したがって、高精度でコーナ出口を判定することができる。
さらに、制御開始閾値算出部65は、TCS制御開始閾値を、TCS制御を最も開始し難い開始制限閾値(最深値)と、TCS制御を最も開始し易い開始推進閾値(最浅値)と、の間で、コーナ入口強度及びコーナ出口強度に応じて連続的に変化させる。
そして、コントローラとしてのVDC・TCSコントローラ6は、コーナ入口走行かコーナ出口走行かの判定結果に基づいて、TCS制御開始閾値を設定する制御開始閾値算出部65を備える。
以下に、他の実施の形態の走行支援装置について説明する。なお、他の実施の形態について説明するのにあたり、実施の形態において共通する構成には共通する符号を付けて説明を省略する。
実施の形態2は、各制御開始閾値の設定方法が実施の形態1と異なる。
すなわち、実施の形態1では、各制御開始閾値を、対応する強度の大きさに応じて連続的に設定していたが、実施の形態2では、対応する強度の大きさにより、所定の制御推進閾値と、所定の制御制限閾値と、標準値とに選択的に切り替えるようにした。
ステップS101では、コーナ入口強度が予め設定した閾値変更設定値(CV1)を上回ったか否か判定し、上回った場合はステップS102に進み、上回らない場合はステップS103に進む。なお、ステップS101に用いる閾値変更設定値(CV1)は、例えば、図7においてOS抑制VDC制御開始閾値が制御開始制限値の範囲内であるときのコーナ入口強度の値の中の任意に設定した値(例えば、図7のKCEntry1)を用いることができる。
ステップS201では、コーナ入口強度が予め設定した閾値変更設定値(CV1)を上回ったか否か判定し、上回った場合はステップS202に進み、上回らない場合はステップS203に進む。なお、ステップS201に用いる閾値変更設定値(CV1)は、例えば、図8においてFWDのTCS制御開始閾値が制御開始促進値の範囲内であるときのコーナ入口強度の値の中の予め設定した値である。
ステップS301では、コーナ入口強度が予め設定した閾値変更設定値(CV1)を上回ったか否か判定し、上回った場合はステップS302に進み、上回らない場合はステップS303に進む。なお、ステップS301に用いる閾値変更設定値(CV2)は、例えば、図8においてRWDのTCS制御開始閾値が制御開始制限値の範囲内であるときのコーナ入口強度の値の中の予め設定した値である。
さらに、制御開始閾値算出部65は、TCS制御開始閾値を、コーナ出口強度が予め設定された閾値変更設定値よりも高いときに、定常時に使用する標準値よりもTCS制御を開始し難くする制御制限値とする。また、コーナ入口強度が予め設定された閾値変更設定値よりも高いときに、定常時に使用する標準値よりもTCS制御を開始し易い制御促進値とする。
なお、実施の形態2にあっても、上記(5)の効果を奏する。
実施の形態3は、実施の形態1の変形例であり、図15に示すように、車両運動コントローラ32は、VDC・TCS制御部300を備える。すなわち、実施の形態1では、自車両が既存のVDCシステムを備える例を示したが、実施の形態3では、既存のVDCシステムを用いることなく車両運動コントローラ32において、VDC制御及びTCS制御を実行する。
さらに、実施の形態では、TCS制御開始閾値と比較する自車両の挙動を示す値として、スリップ率を示したが、これに限定されず、横滑り角を加味した値を用いることも可能えある。
2 ナビゲーション装置
3 車載制御ユニット(コントローラ)
4 アクチュエータ
6 VDC・TCSコントローラ(TCSシステム)
11 外部センサ
12 GPS受信機
13 内部センサ
41 速度制御アクチュエータ
41a TCSアクチュエータ(TCSシステム)
41b VDCアクチュエータ(TCSシステム)
61 目標ヨーレイト算出部
62 実ヨーレイト算出部
63 ヨーレイト偏差算出部
64 駆動輪スリップ率算出部
65 制御開始閾値算出部
66 US抑制VDC制御指令部
67 OS抑制VDC制御指令部
68 TCS制御指令部
318 目標軌跡生成部
700 走行状態判定部
740 旋回強度算出部
AD 自動運転車両
KappaCorEntry コーナ入口強度
KappaCorExit コーナ出口強度
Claims (9)
- 前輪駆動の自車両の挙動を示す値とTCS制御開始閾値との比較に基づいて、TCSシステムによる前記自車両の駆動制御であるTCS制御を開始するか否かを判定するコントローラを用いた走行支援方法であって、
前記コントローラは、
前記自車両の周囲状況を検出するセンサが検出する周囲状況に基づいて前記自車両の走行が、コーナ入口走行であるか、コーナ出口走行であるかを判定し、
前記コーナ入口走行か前記コーナ出口走行かの判定結果に基づいて、前記TCS制御開始閾値を設定する走行支援方法。 - 請求項1に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、
前記周囲状況に基づいて前記自車両を走行させるための目標軌跡を算出し、
前記目標軌跡に基づいて前記自車両の走行を制御し、
前記TCS制御は、前記自車両の走行の制御に介入して実行するものであり、前記TCS制御開始閾値の設定は、前記目標軌跡に基づいて前記自車両の走行を制御している際に行う走行支援方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、前記TCS制御開始閾値の設定にあたり、前記コーナ入口走行の際には、前記TCS制御開始閾値を、前記コーナ出口走行時に使用する値よりも前記TCS制御を開始し易い値に設定する走行支援方法。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、前記TCS制御開始閾値の設定にあたり、前記コーナ出口走行の際には、前記TCS制御開始閾値を、前記TCS制御を開始し難い値に設定する走行支援方法。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、
前記コーナ入口走行の判定にあたり、
前記周囲状況に基づいて算出した前記自車両を走行させるための目標軌跡の曲率に基づいて、コーナ入口らしさの強弱を示すコーナ入口強度を算出し、
前記コーナ入口強度に基づいて、前記コーナ入口走行の判定を行う走行支援方法。 - 請求項5に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、
前記コーナ出口走行の判定にあたり、
前記周囲状況に基づいて算出した前記自車両を走行させるための目標軌跡の曲率に基づいて、コーナ出口らしさの強弱を示すコーナ出口強度を算出し、
前記コーナ出口強度に基づいて、前記コーナ出口走行の判定を行う走行支援方法。 - 請求項6に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、
前記コーナ入口強度と前記コーナ出口強度とは、一方が大きくなると他方が相対的に小さくなる値として算出し、
前記TCS制御開始閾値の設定にあたり、
相対的に前記コーナ出口強度が高いか前記コーナ入口強度が低いときに用いる、前記TCS制御開始閾値の中で、前記TCS制御を最も開始し難くする開始制限閾値と、
相対的に前記コーナ出口強度が低いか前記コーナ入口強度が高いときに用いる、前記TCS開始閾値の中で前記TCS制御を最も開始し易くする開始推進閾値と、の間で、
前記コーナ入口強度と前記コーナ出口強度との少なくとも一方の大きさに応じて連続的に変化させる走行支援方法。 - 請求項6に記載の走行支援方法において、
前記コントローラは、
前記コーナ入口強度と前記コーナ出口強度とは、一方が大きくなると他方が相対的に小さくなる値として算出し、
前記TCS制御開始閾値の設定にあたり、
前記コーナ出口強度が予め設定された閾値変更設定値よりも高いか、前記コーナ入口強度が予め設定された閾値変更設定値よりも低いときに、前記TCS制御を開始し難くする値とし、
前記コーナ入口強度が予め設定された閾値変更設定値よりも高いか、前記コーナ出口強度が予め設定された閾値変更設定値よりも低いときに、前記TCS制御を開始し易い値とする走行支援方法。 - 前輪駆動の自車両の挙動を示す値とTCS制御開始閾値との比較に基づいて、TCSシステムによる前記自車両の駆動制御であるTCS制御を開始するか否かを判定するコントローラを用いた走行支援装置であって、
前記コントローラは、
前記自車両の周囲状況を検出するセンサが検出する周囲状況に基づいて前記自車両の走行が、コーナ入口走行であるか、コーナ出口走行であるかを判定する走行状態判定部と、
前記コーナ入口走行か前記コーナ出口走行かの判定結果に基づいて、前記TCS制御開始閾値を設定するTCS制御開始閾値設定部と、
を備える走行支援装置。
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