JP5556029B2 - 運転操作支援装置及び運転操作支援方法 - Google Patents
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Description
始めに、本発明の第1の実施形態となる運転操作支援装置の構成について説明する。
本発明の第1の実施形態となる運転操作支援装置は、図1に示すように、前輪の操舵量を制御可能な操舵システムを有する車両1に搭載され、ステレオカメラ2a,2b、車速センサ3a,3b、ヨーレートセンサ4、加速度センサ5、操舵角センサ6,操舵トルクセンサ7,転舵アシストモータ8,モータコントローラ9,及びマイクロプロセッサ10を主な構成要素として備える。
このような構成を有する運転操作支援装置では、マイクロプロセッサ10が以下に示す運転操作支援処理を実行することにより、回避制御に対し運転者が感じる違和感を低減する。以下、図3に示すフローチャートを参照して、運転操作支援処理を実行する際のマイクロプロセッサ10の動作について説明する。
(2)道路境界に近づきすぎない
(3)前輪舵角を必要以上に切りすぎない
(4)回避運動終端での車両ヨー角を道路進行方向に近づける
要請項目(1)は、車両1と障害物Oとの距離が近くなればなるほど値が大きくなる関数によって表現される。具体的には以下の数式19に示す関数を利用できる。障害物Oの位置を示すパラメータxP,yPには障害物Oの移動軌跡の情報が割り当てられる。
次に、本発明の第2の実施形態となる運転操作支援装置の構成について説明する。
本発明の第2の実施形態となる運転操作支援装置は、図10に示すように、前輪の操舵量を制御可能な操舵システムを有する車両1に搭載され、ステレオカメラ2a,2b、車速センサ3a,3b、ヨーレートセンサ4、加速度センサ5、操舵角センサ6,マイクロプロセッサ10、転舵モータ31,転舵角サーボコントローラ32,及び転舵角センサ33を主な構成要素として備える。なおステレオカメラ2a,2b、車速センサ3a,3b、ヨーレートセンサ4、加速度センサ5、操舵角センサ6,及びマイクロプロセッサ10の構成は上記第1の実施形態と同じであるので、以下ではその説明を省略する。但し、本実施形態では、マイクロプロセッサ10は、上記第1及び第2の実施形態におけるマイクロプロセッサ9とは異なり、演算処理ユニットを1つのみ有する構成になっている。また転舵角サーボコントローラ32は、マイクロプロセッサ10からの転舵角指令値に応じて、転舵角センサ33の検出値に基づいて転舵アシストモータ31を制御することにより操舵系のサーボ制御を行う。
本実施形態における運転操作支援装置は、上記第1の実施形態における運転操作支援処理とほぼ同じである。相違点は、回避支援制御の起動条件を満たした時に、転舵速度制限の設定処理と共にクラッチの切り離し指令を生成する処理が追加されることである。転舵速度目標値はマイクロプロセッサ10から転舵角サーボコントローラ32に伝達され、転舵角サーボコントローラ32はクラッチ34の切り離しによって運転者操作と独立に制御可能になった操舵輪の転舵速度を制御目標値に追従させる制御が実行される。
〔運転操作支援装置の構成〕
本発明の第3の実施形態となる運転操作支援装置の構成及び運転操作支援処理の流れは、上記第1の実施形態となる運転操作支援装置の構成及び運転操作支援処理の流れと同じである。但し上記第1の実施形態では、運転者の操舵角測定値から操舵速度及び前輪舵角の転舵速度を算出し、制御起動時の転舵速度の計測値を回避経路算出における転舵速度制限値として課す構成について説明していた。しかしながら回避経路演算において制限を課す対象は転舵速度に限られるものではなく、別の操作量に対して制限を課すこともできる。そこで本実施形態では、運転者の操舵トルクに対して制約を課す。
〔運転操作支援装置の構成〕
本発明の第4の実施形態となる運転操作支援装置の構成及び運転操作支援処理の流れは、上記第1の実施形態となる運転操作支援装置の構成及び運転操作支援処理の流れと同じである。本実施形態では、マイクロプロセッサ10は操舵輪の転舵速度ではなく転舵角に対して制約を課す。なお以下では、回避初動段階における運転者操舵挙動として以下の数式30に示すモデルを想定する。数式中、パラメータωSは操舵操作の速さを表すパラメータ、θS maxは操舵角最大値の推定値を示す。
本発明の第5の実施形態となる運転操作支援装置の構成及び運転操作支援処理の流れは、上記第1の実施形態となる運転操作支援装置の構成及び運転操作支援処理の流れと同じである。第1の実施形態では、運転者の操舵角測定値から操舵速度及び前輪舵角の転舵速度を算出し、制御起動時の転舵速度の計測値を回避経路算出における転舵速度制限値として課す構成について説明した。これに対して本実施形態では、他の方法により転舵速度制限値を設定する。具体的には、第1の実施形態では、ステップS6の処理において、制御起動時の転舵速度の計測値をそのまま転舵速度制限値に設定していた。これに対して本実施形態では、制御起動時の計測値だけでなく、制御起動時までの転舵速度の変化にも着目して転舵速度制限値を設定する。
本発明の第6の実施形態となる運転操作支援装置の構成は、上記第1の実施形態となる運転操作支援装置と同じである。そこで以下では、図13に示すフローチャートを参照して、本実施形態における運転操作支援処理の流れについてのみ説明する。なお本実施形態におけるステップS11乃至ステップS19の処理は第1の実施形態におけるステップS1乃至ステップS9の処理と同じであるので、以下ではステップS20の処理から説明する。
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
2a,2b:ステレオカメラ
3a,3b:車速センサ
4:ヨーレートセンサ
5:加速度センサ
6:操舵角センサ
7:操舵トルクセンサ
8:転舵アシストモータ
9:モータコントローラ
10:マイクロプロセッサ
21:外界環境検出手段
22:自車状態検出手段
23:制御起動判定手段
24:制御範囲設定手段
25:回避経路算出手段
26:回避操作支援手段
Claims (12)
- 自車両周囲に存在する障害物の位置情報を含む自車両の外界環境に関する情報を検出する外界環境検出手段と、
自車両の運転者の車両操作量を含む自車両の走行状態を検出する自車状態検出手段と、
前記外界環境検出手段により検出された外界環境に関する情報及び前記自車状態検出手段により検出された自車両の走行状態とに基づいて、前記外界環境検出手段により検出された障害物に自車両が接触することを回避するための回避制御を実行するべきか否かを判定する制御起動判定手段と、
前記制御起動判定手段が前記回避制御を実行するべきと判定した時点における自車両の運転者の車両操作量に基づいて回避制御の動作範囲を設定する制御範囲設定手段と、
前記制御範囲設定手段により設定された回避制御の動作範囲内で自車両が障害物と接触することを回避する走行経路を回避経路として算出する回避経路算出手段と、
前記回避経路算出手段により算出された回避経路に沿って走行するように運転者の車両操作を支援する回避操作支援手段と、
を備え、
前記制御範囲設定手段は、前記制御起動判定手段が前記回避制御を実行するべきと判定した時点において前記自車状態検出手段により検出された自車両の操舵輪の操舵速度に基づいて、操舵速度が操舵速度変化に関する正の閾値を超える場合に操舵速度と正の値をとる操作速度の第1補正幅とを加算して操舵速度制限値とし、操舵速度が前記正の閾値以下である場合に操舵速度を操舵速度制限値とし、操舵速度が前記正の閾値を反転した負の閾値未満である場合に操舵速度と正の値をとる操作速度の第2補正幅とを加算して操舵速度制限値とし、前記操舵速度制限値と、車両速度に応じて許容される操舵速度の最高値との小さい方の値を実際の操舵速度制限値に設定することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項1に記載の運転操作支援装置において、
前記回避経路算出手段は、自車両の操舵輪の転舵速度が前記制御範囲設定手段により設定された動作範囲内に収まることを制約条件として回避経路を算出することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項1に記載の運転操作支援装置において、
前記回避経路算出手段は、自車両の操舵系に加わる操舵トルクが前記制御範囲設定手段により設定された動作範囲内に収まることを制約条件として回避経路を算出することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項1に記載の運転操作支援装置において、
前記回避経路算出手段は、自車両の操舵輪の転舵角が前記制御範囲設定手段により設定された動作範囲内に収まることを制約条件として回避経路を算出することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項2に記載の運転操作支援装置において、
前記制御範囲設定手段は、前記制御起動判定手段が前記回避制御を実行するべきと判定した時点において前記自車状態検出手段により検出された操舵速度から操舵輪の転舵速度を算出し、算出された操舵輪の転舵速度の大きさを回避制御において許容される転舵速度の上限値として設定することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項3に記載の運転操作支援装置において、
前記制御範囲設定手段は、前記制御起動判定手段が前記回避制御を実行するべきと判定した時点において前記自車状態検出手段により検出された操舵トルクの大きさを回避支援制御において許容される操舵トルクの上限値として設定することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項4に記載の運転操作支援装置において、
前記制御範囲設定手段は、前記制御起動判定手段が前記回避制御を実行するべきと判定した時点において前記自車状態検出手段により検出された運転者の車両操作量から、運転者が操作すると予想される最大操舵角を推定し、推定された最大操舵角から算出される操舵輪の転舵角の最大値を回避制御において許容される転舵角の上限値として設定することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項1乃至請求項7のうち、いずれか1項に記載の運転操作支援装置において、
前記制御範囲設定手段は、前記制御起動判定手段が前記回避制御を実行するべきと判定した時点までに前記自車状態検出手段により検出された運転者の車両操作量の履歴に基づいて、前記動作範囲の上限値を補正することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項1乃至請求項8のうち、いずれか1項に記載の運転操作支援装置において、
前記外界環境検出手段は、自車両が走行可能な道路の境界を検出し、
前記回避経路算出手段は、前記外界環境検出手段により検出された道路境界の内側に留まりながら障害物を回避する走行経路を回避経路として算出する
ことを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項1乃至請求項9のうち、いずれか1項に記載の運転操作支援装置において、
前記回避経路算出手段は、所定時間間隔毎に回避経路を更新することを特徴とする運転操作支援装置。 - 請求項10に記載の運転操作支援装置において、
前記回避経路算出手段は、算出された回避経路に沿って走行した場合の自車両の障害物との接近距離を算出し、
前記制御範囲設定手段は、前記回避経路算出手段により算出された接近距離が所定値以下である場合、回避制御の動作範囲が現在設定されている動作範囲より広くなるように補正する
ことを特徴とする運転操作支援装置。 - 自車両の外界環境と走行状態とに基づいて、自車両の周囲に存在する障害物に自車両が接触することを回避するための回避制御を実行するべきか否かを判定する処理と、
前記回避制御を実行するべきと判定した時点における自車両の運転者の車両操作量に基づいて回避制御の動作範囲を設定する処理と、
設定された回避制御の動作範囲内で自車両が障害物と接触することを回避する走行経路を回避経路として算出する処理と、
算出された回避経路に沿って走行するように運転者の車両操作を支援する処理と、
を有し、
前記回避制御を実行するべきと判定した時点において自車両の操舵輪の操舵速度に基づいて、操舵速度が操舵速度変化に関する正の閾値を超える場合に操舵速度と正の値をとる操作速度の第1補正幅とを加算して操舵速度制限値とし、操舵速度が前記正の閾値以下である場合に操舵速度を操舵速度制限値とし、操舵速度が前記正の閾値を反転した負の閾値未満である場合に操舵速度と正の値をとる操作速度の第2補正幅とを加算して操舵速度制限値とし、前記操舵速度制限値と、車両速度に応じて許容される操舵速度の最高値との小さい方の値を実際の操舵速度制限値に設定することを特徴とする運転操作支援方法。
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