JP5609320B2 - 障害物回避支援装置及び障害物回避支援方法 - Google Patents
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Description
しかし、自車両前方の障害物を回避するための障害物回避支援における操舵制御に、上記特許文献1に記載される操舵制御の解除判定を適用すると、修正操舵が存在する状況でシステムが目標の回避経路に修正する必要があると判定してしまう。この結果、運転者が大きな操舵反力を出しても、制御が解除されないおそれがある。
(制御装置の構成)
図1は、本発明の実施形態にかかる走行支援装置が適用された車両のステアリング装置の主要部を模式的に示す構成図である。
上記アシストモータ3は、操舵アクチュエータ40を構成する。
本実施形態の車両には、図2に示すように、レーダ20、撮像装置21、画像処理装置22、ヨーレートセンサ23、横G・前後Gセンサ24、車輪速センサ25、操舵角センサ8、操舵トルクセンサ9、操舵電流センサ11、車両制御コントローラ30、及び操舵アクチュエータ40が搭載されている。
ヨーレートセンサ23は、自車両10に発生するヨーレートを検出し、その検出値を車両制御コントローラ30に出力する。
操舵角センサ8は、自車両10のステアリングホイール1の操舵角を検出し、その検出値を車両制御コントローラ30に出力する。
操舵角センサ8、操舵トルクセンサ9、及び操舵電流センサ11は、図3に示す操舵力検出手段33として機能する。
許容範囲算出手段37は、上記障害物検出手段31により検出された障害物を参照して、自車両の許容範囲を設定する。
車両運動制御手段34は、アシスト操舵力算出手段38が算出したアシスト操舵力を操舵系に付加する走行制御を行う。
本実施形態の車両制御コントローラ30は、運転者が自車両10の左方向への操舵操作を開始した場合、及び右方向に操舵操作を開始した場合をそれぞれ想定し、図6に示すように、それぞれの場合に適合する回避軌道R1、R2を生成する。なおこのとき、車両制御コントローラ30は、走行路の範囲内から外れる回避軌道や運転者による自車両10の操作では障害物への近接を回避できない回避軌道は生成しない。
ここで、上記のステップS3〜ステップS5の処理は、図3における回避軌道算出手段35として機能する。
ここで上記のステップS13及びS14の処理は、図3に示すアシスト操舵力算出手段38として機能する。
ステップS15の処理は、運転者の操作とシステムの動作によって発生した合力(運転者の操舵力とアシスト操舵力)を操舵トルクセンサ9により計測し、計測した操舵トルクTtに基づき操舵力対抗を検出する。ここで、計測した操舵トルクTtは、アシスト操舵力に対する運転者の操舵力に相当する。
ここで、
Ts:操舵トルクセンサ9により計測された実際の操舵トルク値
J :ステアリングホイール1の慣性モーメント
dw/dt:ステアリングホイール1の操舵角加速度
とする。
また、次のようにして操舵力対抗の状態か否かの検出を実施しても良い。
そして、図13に示すように、操舵トルクTtが予め決められた基準閾値(第1の操舵力閾値)を超えてからの当該操舵トルクの合計(積分値)を算出する。但し、操舵トルクが一旦予め決められた基準閾値(第1の操舵力閾値)を下回れば、算出していた操舵トルクの積算値をゼロにリセットする。
上記の方法では、操舵トルクセンサ9の計測値(補正値を含む)を用いて操舵力対抗を検出している。しかし、一般的に運転者がシステムによるアシスト操舵力と対抗とする場合、アシスト操舵力が障害物回避支援制御を行うときにおけるアシストモータ3への目標電流指令値と一致しないおそれがある。その原因は、運転者の対抗力によって発生する外乱が働くためと考えられる。これを利用して、アシストモータ3への目標電流指令値に対する実際の電流値の電流差を、操舵力対抗を検出する際の指標として定義しても良い。これを利用して、上記の基準時間と基準積算値によって運転者とシステムの対立度合いを判定できる。具体的に、それぞれの利用において、図14と図15に示すように決めれば良い。
ここで、上述の特許文献1に記載される車両のレーン走行支援装置では、運転者による目標走行路に対する修正操舵の許容範囲を考慮しないため、目標走行路に対する修正操舵の許容範囲を持つシステムにおいて、運転者とシステムの操舵操作における不一致度を適切に判定できない。これにより、運転者の意図に応じた支援手段を確実に反映できるような走行支援の実現は困難と思われる。換言すれば、システムが許容する範囲内であれば、運転者による修正操舵は可能であるため、システムが設計した目標走行路から離れても良いので、このときに保舵力以上の操舵力を与えるので、システムの動作を簡単に解除されてしまい、運転者を全く走行支援されなくなってしまう。
このように、本実施形態では、支援制御の意図と運転者の意図との差による対立を防ぐことができ、それに対する適切な判定を行え、運転者の意図に応じた運動制御支援の解除を確実に反映できるようになる。
(1)回避軌道算出手段35は、車両状態検出手段32が検出する自車両の運動状態および障害物検出手段31が検出する障害物に基づき、当該障害物に自車両が近接することを回避するための回避軌道を求める。追従操舵力算出手段36は、上記回避軌道算出手段35が求めた回避軌道に基づいて自車両を走行制御するための追従操舵力を算出する。操舵力検出手段33は運転者の操舵力を検出する。アシスト操舵力算出手段38は、追従操舵力と運転者の操舵力とに基づいて、障害物回避のためのアシスト操舵力を算出する。操舵力対抗検出手段39は、上記運転者の操舵力が、操舵系に入力するアシスト操舵力に対抗して保舵する力を超えた状態である操舵力対抗の状態を検出する。アシスト操舵力解除手段41は、上記操舵力対抗検出手段が操舵力対抗の状態を検出したら、操舵系に入力するアシスト操舵力の解除と判定する。
これによって操舵力対抗の状態を検出できる。また、運転者の操舵操作と支援制御における対立度合いを適切かつ簡易的に判定できる。
運転者の操舵操作とシステムの支援制御の対立パワーに相当する対立度合いに応じて、システム支援制御の解除を適切に判定できる。この結果、運転者に与えるシステム解除時の感覚を同じにすることができる。
システムの目標の回避軌道のズレ具合に応じた運転者の対立度合いを素早く判定できる。この結果、システムが動作する目標の回避軌道に対する運転者の修正量によって、システム解除を適切かつ簡易に適用できる。
システムによる目標の回避軌道のズレ具合に応じた運転者の対立パワーに相当する対立度合いを素早く判定できる。この結果、システムが動作する目標の回避軌道に対する運転者の修正量によって、運転者に与えるシステム解除時の感覚を同じにすることができる。
次に、第2実施形態について図面を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様な構成について同一の符号を付して説明する。
ブレーキアクチュエータ50は、各車輪に設けられるホイールシリンダに供給される制動液圧を制御することにより、自車両10に制動力を発生させて自車両10の制動動作を行う。このブレーキアクチュエータ50も、図3に示す車両運動制御手段34として機能する。
すなわち、本実施形態の障害物回避支援の処理では、車両制御コントローラ30は、ステップS14の処理が完了したら、ステップS17の処理に移行する。
なお、ステップS17の処理では、ブレーキアクチュエータ50の液圧指令値をアクチュエータが許容する最大指令値圧に設定しもよい。また、ブレーキアクチュエータ50の液圧指令値は減速をさせるために、ある一定値に設定してもよい。
その他の構成は上記第1実施形態と同様である。
本実施形態では、制動制御も使用することで、障害物回避の支援制御をより確実に実施可能となる。
次に、第3実施形態について図面を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様な構成について同一の符号を付して説明する。
本実施形態における車両制御コントローラ30が実行する、障害物回避支援の処理は、基本動作としては上記第1実施形態の処理(図4及び図5)と同様である。但し、図18に示すように、ステップS18の処理を追加した点が異なる。
例えば、自車両が走行する路面μを推定し、その推定した路面μに基づき自車両の走行状態における走行安定性を推定する。
路面μに応じて操舵力対抗を判定するための基準値を補正する場合には、図19に示すように補正する。すなわち、路面μが低いほど上記基準値を小さく補正する。
本実施形態では、推定する走行安定性によって操舵力対抗を検出する際の基準値を補正するので、制御解除判定の基準としての操舵力対抗の状態を、より適切に検出することが可能となる。
8 操舵角センサ(操舵力検出手段)
9 操舵トルクセンサ(操舵力検出手段)
10 自車両
11 操舵電流センサ(操舵力検出手段)
20 レーダ(障害物検出手段)
21 撮像装置(障害物検出手段)
22 画像処理装置(障害物検出手段)
23 ヨーレートセンサ(車両状態検出手段)
24 横G・前後Gセンサ(車両状態検出手段)
25 車輪速センサ(車両状態検出手段)
30 車両制御コントローラ
31 障害物検出手段
32 車両状態検出手段
33 操舵力検出手段
34 車両運動制御手段
35 回避軌道算出手段
36 追従操舵力算出手段
37 許容範囲算出手段
38 アシスト操舵力算出手段
39 操舵力対抗検出手段
40 操舵アクチュエータ
41 アシスト操舵力解除手段
50 ブレーキアクチュエータ
Claims (4)
- 少なくとも自車両前方の障害物を検出する障害物検出手段と、
自車両の運動状態を検出する車両状態検出手段と、
上記車両状態検出手段が検出する自車両の運動状態および上記障害物検出手段が検出する障害物に基づき、当該障害物に自車両が近接することを回避するための回避軌道を求める回避軌道算出手段と、
運転者の操舵力を検出する操舵力検出手段と、
上記回避軌道算出手段が求めた回避軌道に基づいて自車両を走行制御するための追従操舵力を算出する追従操舵力算出手段と、
上記追従操舵力算出手段が算出する追従操舵力と上記操舵力検出手段が検出する運転者の操舵力とに基づいて、障害物回避のためのアシスト操舵力を算出するアシスト操舵力算出手段と、
上記運転者の操舵力が上記アシスト操舵力を上回り、且つ運転者の操舵力と上記アシスト操舵力との差が予め設定した基準値を越えた場合、操舵系に入力するアシスト操舵力を解除するアシスト操舵力解除手段と、
を備え、
自車両が走行する路面μが小さいほど、上記基準値は小さくなるように補正されることを特徴とする障害物回避支援装置。 - 上記運転者の操舵力が上記アシスト操舵力を上回り、且つ運転者の操舵力と上記アシスト操舵力との差が予め設定した上記基準値を越えた状態が予め設定した所定時間以上継続した場合に、操舵系に入力するアシスト操舵力を解除することを特徴とする請求項1に記載した障害物回避支援装置。
- 上記運転者の操舵力が上記アシスト操舵力を上回り、且つ運転者の操舵力と上記アシスト操舵力との差が予め設定した上記基準値である第1の操舵力閾値を連続的に超えた場合、上記運転者の操舵力と上記第1の操舵力閾値との差の積算値が予め設定した第2の操舵力閾値を超えている場合に、操舵系に入力するアシスト操舵力を解除することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した障害物回避支援装置。
- 自車両前方に回避が必要な障害物を検出すると、その障害物に対する回避軌道を求め、運転者の操舵力を検出し、上記回避軌道に基づいて自車両を走行制御するための追従操舵力を算出し、その追従操舵力と運転者の操舵力とに基づいてアシスト操舵力を算出して、障害物回避のための走行制御を行い、
上記運転者の操舵力が上記アシスト操舵力を上回り、且つその差が予め設定した基準値を越えた場合、自車両のアシスト操舵力を解除し、上記自車両が走行する路面μが小さいほど、上記基準値は小さくなるように補正されることを特徴とする障害物回避支援方法。
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