JP5561386B2 - 逸脱抑制装置および逸脱抑制プログラム - Google Patents
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Description
また、上記逸脱抑制装置においては、第5の構成のように、第1変位出力手段は、現在の旋回時角速度を基準とした目標値を出力するようにしてもよい。
また、上記逸脱抑制装置においては、第7の構成のように、第2変位出力手段は、旋回時角速度が、第1上限角速度以下の値に設定された第2上限角速度を超えることがないようにしてもよい。
さらに、上記逸脱抑制装置においては、第9の構成のように、自車両が境界線より逸脱しそうである場合に、自車両のヨーレートの現在値を取得するヨーレート取得手段と、現在値から、境界線の曲率に従って自車両が走行するためのカーブヨーレートを減算した値であるヨーレートオフセットを算出し、時間を第1座標軸、自車両を操舵する際のヨーレートの目標値を第2座標軸とする直交座標系において下記条件(1)〜(3)の全てを満たす波形を作成する波形作成手段と、を備えていてもよい。
条件(2):自車両の進行方向を変位させる出力を終了する予定のときに、カーブヨーレートを表す第2のポイントがヨーレートの目標値となること。
次に、第11の構成は、コンピュータを、上記逸脱抑制装置を構成する各手段として機能させるための逸脱抑制プログラムであることを特徴としている。
また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。
[本実施形態の構成]
図1(a)は本発明が適用された逸脱抑制システム1の概略構成を示すブロック図である。逸脱抑制システム1は、例えば、乗用車等の車両に搭載され、自車両(逸脱抑制システム1が搭載された車両)が左右の白線(実車線)内の領域である走行領域を逸脱することを抑制する制御を行うシステムである。
次に、図1(b)は、本実施形態での制御の概要を示す鳥瞰図である。また、図2は、時間と目標ヨーレートとの関係を示すグラフである。上記のような逸脱抑制システム1においては、図1(b)に示すように、自車両が実車線(左側の白線)に接近すると、実車線と自車両の進行方向とのなす角を表す逸脱角度αと、自車両を実車線よりも走行領域の中心側に戻す際において、実車線と目標とする自車両の進行方向とのなす角を表す支援角度βとの和である抑制角度(α+β)分だけ自車両の進行方向を自車両の進行方向を走行領域の中心側に変位させる。
逸脱抑制処理は、例えば逸脱抑制システム1の電源が投入されると開始され、その後、一定時間毎(例えば50ms毎)に繰り返し実行される処理である。この処理では、まず、撮像情報をカメラ20から取得するとともに、自車両の走行速度、およびヨーレートを車速センサ21、ヨーレートセンサ22から取得するとともに、予め設定されたヨーレート変化率を取得する(S110)。
さらに、図4の(3)の実線に示すように、支援角度βの上限値を設定しておき、支援角度βの上限値に到達するまでは逸脱角度αに応じた一次関数によって支援角度βを求めるようにしてもよい。この場合、白線付近に減衰しながら反射させるダンパがあるイメージとなるので、制御イメージがドライバに分かりやすく制御に対する安心感を与えることができる。
この処理では、図5(a)および図5(b)に示すように、逸脱角度αに基づいて、自車両の進行方向を支援角度βに変更する際の最大ヨーレートを演算する。本処理では、制御時間を極力短く、かつ逸脱距離を極力小さくするために、時間と目標ヨーレートとの関係を示すグラフにおいて三角波となるように設定する。
以上のように詳述した逸脱抑制システム1において、演算部10は、自車両が走行領域を逸脱しようとする際における、自車両の進行方向と目標とする自車両の進行方向とのなす角を表す抑制角度を取得し、抑制角度の分だけ自車両の進行方向を走行領域の中心側に変位させるための出力を行う。演算部10は、自車両の旋回時角速度を変化させる際に、自車両の旋回時角速度の変化率が一定となるような目標値を繰り返し出力する。
また、上記逸脱抑制システム1において演算部10は、現在の旋回時角速度を基準とした目標値を出力する。
また、上記逸脱抑制システム1において演算部10は、最終角度の分だけ自車両の進行方向を仮想車線に対して平行に変位させるための出力を行う際に、旋回時角速度が、第1上限角速度以下の値に設定された第2上限角速度を超えることがないようにする。
このような逸脱抑制システム1によれば、逸脱角度を取得してこの逸脱角度に応じて支援角度を決定し、逸脱角度と支援角度との和に応じて旋回時角速度を指定する目標値を出力すればよいので、ヨーモーメント等を演算により求める構成と比較して、より簡素な処理で走行領域の逸脱を抑制することができる。
このような逸脱抑制装置よれば、自車両の進行方向が走行領域の中心側に過度に向けられることを抑制することができる。
このような逸脱抑制システム1によれば、自車両が走行領域をより大きく逸脱する虞がある場合に、より早期に走行領域内に戻れるように支援角度を大きくする。よって、自車両に対する安全性を向上させることができる。
本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
また、上記実施形態において、逸脱角度と支援角度との関係は、例えば一次関数や指数関数等、逸脱角度が大きくなると支援角度も単調に増加する関数を用いて表現することができる。
このようにしても、車両の進行方向を実車線と平行に制御することができる。
詳細には、図10に示す変形例の逸脱抑制処理を実施すればよい。なお、図10に示すフローチャートでは、図3の逸脱抑制処理でいうS190〜S230の処理を波形演算処理と表示している。
次に、逸脱距離Xmaxの演算方法について説明する。ここで、以下の説明では、自車両の走行速度V[m/s]、横方向の上限加速度G[m/s2]、ヨーレート変化率A[r
ad/s2]とする。また、図11は、時刻と目標ヨーレート(要求ヨーレート)との関
係を示すグラフであり、図11(a)は目標ヨーレートが上限加速度Gに対応するヨーレートを超えない場合を示し、図11(b)は目標ヨーレートが上限加速度Gに対応するヨーレートを超える場合を示す。
したがって、横方向の位置xは、
最後に、Xmaxは次式で求めることができる。
本実施形態においてパワステ制御部30は、本発明でいう車両制御手段に相当する。また、本実施形態の逸脱抑制処理において、S110の処理は本発明でいう逸脱角度取得手段、最終角度取得手段、走行速度取得手段、およびヨーレート取得手段に相当し、S110およびS180の処理は本発明でいう抑制角度取得手段に相当する。
Claims (11)
- 車両に搭載され、自車両が走行領域を逸脱することを抑制する逸脱抑制装置(1)であって、
自車両が走行領域を逸脱しようとする際における、自車両の進行方向と目標とする自車両の進行方向とのなす角を表す抑制角度を取得する抑制角度取得手段(S110、S180)と、
前記抑制角度の分だけ自車両の進行方向を前記走行領域の中心側に変位させるための出力を行う第1変位出力手段(S190、S210〜S240)と、
を備え、
前記第1変位出力手段は、自車両の旋回時角速度を変化させる際に、自車両の旋回時角速度の変化率が一定となるような目標値を出力すること
を特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項1に記載の逸脱抑制装置において、
前記第1変位出力手段は、前記抑制角度の分だけ自車両の進行方向を前記走行領域の中心側に変位させたときに自車両の旋回時角速度が0または自車両が走行する道路の曲率に従って走行する際の角速度になるようにすること
を特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項1または請求項2に記載の逸脱抑制装置において、
前記第1変位出力手段は、前記旋回時角速度を目標とする角速度まで連続的に増加させ、その後、前記旋回時角速度を連続的に減少させ、この際、前記旋回時角速度と制御継続時間との積分値が前記抑制角度となるようにすること
を特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項3に記載の逸脱抑制装置において、前記第1変位出力手段は、前記旋回時角速度が、予め設定された第1上限角速度を超えることがないようにすること
を特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の逸脱抑制装置において、
前記第1変位出力手段は、現在の旋回時角速度を基準とした目標値を出力すること
を特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の逸脱抑制装置において、
前記第1変位出力手段により自車両の進行方向を前記走行領域の中心側に変位させた後において、前記走行領域内において前記境界線と平行な仮想線と自車両の進行方向とのなす角を表す最終角度を取得する最終角度取得手段(S110)と、
前記最終角度の分だけ自車両の進行方向を前記仮想線に対して平行に変位させるための出力を行う第2変位出力手段(S190、S210〜S240)と、
を備えたことを特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項6に記載の逸脱抑制装置において、
前記第2変位出力手段は、前記旋回時角速度が、前記第1上限角速度以下の値に設定された第2上限角速度を超えることがないようにすること
を特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の逸脱抑制装置において、
前記第1変位出力手段および前記第2変位出力手段のうちの少なくとも前記第1変位出力手段による出力に応じて自車両の進行方向を制御する車両制御手段(30)、
を備えたことを特徴とする逸脱抑制装置。 - 請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の逸脱抑制装置において、
自車両が境界線より逸脱しそうである場合に、自車両のヨーレートの現在値を取得するヨーレート取得手段(S110)と、
前記現在値から、前記境界線の曲率に従って自車両が走行するためのカーブヨーレートを減算した値であるヨーレートオフセットを算出し、時間を第1座標軸、自車両を操舵する際のヨーレートの目標値を第2座標軸とする直交座標における下記条件(1)〜(3)の全てを満たす波形を作成する波形作成手段(S190、S350)と、
を備え、
前記第1変位出力手段は、前記抑制角度の分だけ自車両の進行方向を前記走行領域の中心側に変位させるための出力として、自車両のヨーレートが前記波形に沿って決定されるヨーレートの目標値になるように自車両を操舵するための出力を行うこと
を特徴とする逸脱抑制装置。
条件(1):自車両の進行方向を変位させる出力を開始するときにヨーレートオフセットを表す第1のポイントがヨーレートの目標値となること
条件(2):自車両の進行方向を変位させる出力を終了する予定のときに、カーブヨーレートを表す第2のポイントがヨーレートの目標値となること
条件(3):前記第1のポイントから前記第2のポイントまでヨーレートの目標値を変化させ、かつカーブヨーレートを基準として前記第1のポイントから前記第2のポイントまでヨーレートの目標値を時間で積分した積分値が抑制角度になること - 請求項9に記載の逸脱抑制装置において、
前記波形作成手段は、下記条件(4)も満たす波形を作成すること
を特徴とする逸脱抑制装置。
条件(4):前記第1のポイントから前記第2のポイントまで複数の線分で接続すること - コンピュータを、請求項1〜請求項10の何れか1項に記載の逸脱抑制装置を構成する各手段として機能させるための逸脱抑制プログラム。
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