JP6464107B2 - 走行支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動レーン変更制御とそれ以外の走行支援制御を実行する走行支援装置に関する。
特許文献1及び特許文献2には、複数の車線(レーン)が合流する際、自動で加減速制御を行うことで、合流を行い易くする自動運転システムが開示されている(特許文献1の[0027]〜[0034]、特許文献2の要約、[0004]、[0005]、[0010]、[0011]、[0032])。
特開平10−105895号公報 特開平11−345393号公報
複数のレーンが合流する場合、運転者が操舵又は加速若しくは減速を微調整したい場合が想定される。しかしながら、特許文献1及び特許文献2では運転者による微調整(別の観点から言えば、車両側での走行支援制御を解除して運転者による運転へ切り替えるタイミング)について検討されていない。また、走行支援制御の解除は、レーンの合流時に限らず、その他の場面(例えば、自動レーン変更時、レーン維持制御時等)にも該当する。
本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、走行支援制御を解除して運転者による運転へ切り替えるタイミングを好適に設定可能な走行支援装置を提供することを目的とする。
本発明に係る走行支援装置は、
運転者のレーン変更意図を検出したときレーン変更を自動的に行う自動レーン変更制御としての第1走行支援制御を実行する第1走行支援制御部と、
前記自動レーン変更制御と異なる走行支援制御である第2走行支援制御を実行する第2走行支援制御部と
を備えるものであって、
前記走行支援装置は、前記自動レーン変更制御及び前記第2走行支援制御の解除を制御する解除制御部をさらに備え、
前記解除制御部は、
前記自動レーン変更制御中に、前記運転者によるステアリング又はブレーキペダル若しくはアクセルペダルの制御量が第1解除閾値を超えた場合、前記自動レーン変更制御を解除し、
前記第2走行支援制御中に、前記制御量が第2解除閾値を超えた場合、前記第2走行支援制御を解除し、
前記第1解除閾値と前記第2解除閾値とを互いに相違させる
ことを特徴とする。
本発明によれば、自動レーン変更制御中に自動レーン変更制御を解除するか否かを判定する第1解除閾値と、第2走行支援制御中に第2走行支援制御を解除するか否かを判定する第2解除閾値とを互いに相違させる。これにより、自動レーン変更制御又は第2走行支援制御を解除するタイミングをより好適に設定することが可能となる。
前記走行支援装置は、自車の前方画像を取得する撮像装置と、前記前方画像からレーンマークを検出するレーンマーク検出部とを備えてもよい。前記第2走行支援制御は、前記レーンマーク検出部により検出された前記レーンマークに基づいて前記自車を走行レーン内に維持するレーン維持制御とし、前記第2走行支援制御部は、前記レーン維持制御を実行するレーン維持制御部としてもよい。前記解除制御部は、前記第2解除閾値よりも前記第1解除閾値を高く設定してもよい。
これにより、レーン維持制御よりも自動レーン変更制御を解除され難くする。従って、レーン維持制御時と比較して、自動レーン変更時には運転者による操舵又は加速若しくは減速の微調整を許容しつつ、自動レーン変更を継続することが可能となる。
前記制御量は、例えば、
前記ステアリングの操舵トルク若しくは操作速度若しくは操作加速度、又は
前記ブレーキペダルの操作量若しくは操作速度若しくは操作加速度若しくは踏力、若しくは、
前記アクセルペダルの操作量若しくは操作速度若しくは操作加速度若しくは踏力
のいずれかとすることができる。
これにより、ステアリング又はブレーキペダル若しくはアクセルペダルに対する運転者の直接的な操作に応じて、自動レーン変更制御又は第2運転支援制御を解除することが可能となる。
前記解除制御部は、前記運転者のレーン変更意図が検出されると、レーン変更のための位置合わせ時点で、前記ブレーキペダルの操作量若しくは操作速度若しくは操作加速度又は踏力に関する前記第1解除閾値の利用を開始してもよい。
前記解除制御部は、前記自動レーン変更制御中に前記自車を減速させる際、前記ブレーキペダルの前記第1解除閾値を高く設定してもよい。また、前記解除制御部は、前記自動レーン変更制御中に前記自車を加速させる際、前記アクセルペダルの前記第1解除閾値を高く設定してもよい。
前記解除制御部は、車速が高くなるほど前記第1解除閾値を低くしてもよい。
本発明によれば、走行支援制御を解除して運転者による運転へ切り替えるタイミングを好適に設定可能となる。
本発明の一実施形態に係る走行支援装置を搭載した車両(以下「自車」ともいう。)の構成を示すブロック図である。 前記実施形態における運転モード切替制御の第1フローチャートである。 前記実施形態における前記運転モード切替制御の第2フローチャートである。 図4Aは、第1比較例において、前記自車が左側の走行レーンを目標レーンとして自動レーン変更(ALC)をする際の様子の一例を示す図であり、図4Bは、前記第1比較例におけるALC制御解除閾値及びLKAS制御解除閾値の例を示す図である。 図5Aは、前記実施形態において、前記自車が前記左側のレーンを前記目標レーンとしてALCをする際の様子の一例を示す図であり、図5Bは、前記実施形態におけるALC制御解除閾値及びLKAS制御解除閾値の例を示す図である。 図6Aは、第2比較例において、前記自車が前記左側の走行レーンを前記目標レーンとして自動レーン変更をする際の様子の一例を示す図であり、図6Bは、前記第2比較例におけるALC制御解除閾値の例を示す図である。 図7Aは、前記実施形態において、前記自車が前記左側の走行レーンを前記目標レーンとしてALCをする際の様子の一例を示す図であり、図7Bは、前記実施形態における前記ALC制御解除閾値の例を示す図である。 図8Aは、第3比較例において、前記自車がALCをするために現在の走行レーンにおいて位置合わせを行う際の様子の一例を示す図であり、図8Bは、前記実施形態において、前記自車がALCをするために前記現在の走行レーンにおいて位置合わせを行う際の様子の一例を示す図である。
A.一実施形態
[A−1.構成]
(A−1−1.全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る走行支援装置12を搭載した車両10の構成を示すブロック図である。車両10(以下「自車10」ともいう。)は、走行支援装置12に加え、駆動力制御システム14、制動力制御システム16、電動パワーステアリングシステム18(以下「EPSシステム18」という。)、方向指示器20、車速センサ22及びヨーレートセンサ24を有する。
走行支援装置12は、自車10の周囲に現れる各種の周辺物体500(例えば、周辺車両502、504(図5A等)、歩行者及び壁(いずれも図示せず))並びにレーンマーク104a、104b、104c(図5A等)を検出する。そして、走行支援装置12は、周辺物体500及びレーンマーク104a、104b、104cを用いて自車10の走行を支援する。以下では、レーンマーク104a、104b、104cをレーンマーク104と総称する。
駆動力制御システム14は、エンジン30(駆動源)、アクセルペダル32、アクセルペダル操作量センサ34(以下「APセンサ34」ともいう。)及び駆動電子制御装置36(以下「駆動ECU36」という。)を有する。APセンサ34は、アクセルペダル32の操作量θap(以下「AP操作量θap」又は「操作量θap」ともいう。)[%]を検出する。
駆動ECU36は、操作量θap等を用いて車両10の駆動力制御を実行する。駆動力制御に際し、駆動ECU36は、エンジン30の制御を介して車両10の駆動力を制御する。本実施形態の駆動力制御には、自動クルーズ制御(ACC)を含む。自動クルーズ制御は、車速V[km/h]を目標車速Vtarに一致させるように車両10を走行させる制御である。
制動力制御システム16は、ブレーキペダル40、ブレーキペダル操作量センサ42(以下「BPセンサ42」ともいう。)、ブレーキ機構44及び制動電子制御装置46(以下「制動ECU46」という。)を有する。BPセンサ42は、ブレーキペダル40の操作量θbp(以下「BP操作量θbp」又は「操作量θbp」ともいう。)[%]を検出する。
制動ECU46は、操作量θbp等を用いて車両10の制動力制御を実行する。制動力制御に際し、制動ECU46は、ブレーキ機構44等の制御を介して車両10の制動力を制御する。
EPSシステム18は、ステアリング50と、EPSモータ52と、トルクセンサ54と、舵角センサ56と、EPS電子制御装置58(以下「EPS ECU58」又は「ECU58」という。)とを有する。EPSモータ52は、ステアリング50から図示しない車輪までのいずれかに接続されて操舵アシスト力を付与する。トルクセンサ54は、ステアリング50に対する運転者からのトルクTst(以下「操舵トルクTst」ともいう。)を検出する。舵角センサ56は、ステアリング50の舵角θstを検出する。
EPS ECU58は、操舵トルクTst等に応じて操舵アシスト力を発生させることで運転者の操舵をアシストする操舵アシスト制御を実行する。
方向指示器20は、ステアリング50の周辺に配置されたスイッチ(ウィンカスイッチ)であり、運転者の操作に基づき左側(左折方向)又は右側(右折方向)の方向指示ランプを点滅させる。車速センサ22は、車両10の車速Vを検出して走行支援装置12等に出力する。ヨーレートセンサ24は、車両10のヨーレートYrを検出して走行支援装置12等に出力する。
(A−1−2.走行支援装置12)
図1に示すように、走行支援装置12は、前方カメラ60、前方レーダ62、側方レーダ64l、64r、LKASスイッチ66(LKAS:Lane Keeping Assist System)及び走行支援電子制御装置68(以下「走行支援ECU68」又は「ECU68」という。)を有する。
(A−1−2−1.前方カメラ60)
撮像部としての前方カメラ60(以下「カメラ60」ともいう。)は、車両10の前方の画像Icf(以下「前方画像Icf」ともいう。)を取得する。そして、画像Icfに対応する信号(以下「画像信号Scf」又は「信号Scf」という。)をECU68に出力する。以下では、前方カメラ60が検出した検出物体500を「カメラ物標500c」ともいう。
本実施形態では、1つの前方カメラ60を用いるが、2つの前方カメラ60を左右対称に配置させてステレオカメラを構成してもよい。前方カメラ60は、1秒間に15フレーム以上(例えば30フレーム)で画像Icfを取得する。前方カメラ60は、主に可視光領域の波長を有する光を利用するモノクロカメラであるが、カラーカメラ又は赤外線カメラであってもよい。前方カメラ60は、例えば、車両10の車室内の前方部分における車幅方向中心部(例えば、バックミラー周辺)に配置されている。或いは、前方カメラ60は、車両10の前部バンパー部における車幅方向中心部に配置されてもよい。
(A−1−2−2.前方レーダ62及び側方レーダ64l、64r)
前方レーダ62及び側方レーダ64l、64r(以下「レーダ62、64l、64r」ともいう。)は、電磁波(ここではミリ波)である送信波Wtを車両10の外部に出力し、送信波Wtのうち検出物体500(例えば、周辺車両502、歩行者を含む。)に反射して戻って来る反射波Wrを受信する。そして、反射波Wrに対応する検出信号(以下「反射波信号Srf、Srl、Srr」又は「信号Srf、Srl、Srr」という。)をECU68に出力する。信号Srf、Srl、Srrは、レーダ62、64l、64rが取得した情報Ir(以下「レーダ情報Ir」ともいう。)を含む。
以下では、レーダ62、64l、64rが検出した検出物体500を「レーダ物標500r」ともいう。また、側方レーダ64lを左レーダ64lともいい、側方レーダ64rを右レーダ64rともいう。
前方レーダ62は、車両10の前側(例えば、フロントバンパ及び/又はフロントグリル)に配置される。側方レーダ64l、64rは、車両10の側方(例えば、フロントバンパの側方)に配置される。これらに加えて、車両10の後ろ側(例えば、リアバンパ及び/又はリアグリル)に別のレーダを配置してもよい。ミリ波を出力するレーダ62の代わりに、レーザレーダ、超音波センサ等のセンサを用いることもできる。側方レーダ64l、64rに加えて又は側方レーダ64l、64rの代わりに、左右の側方カメラを設けてもよい。
前方カメラ60が検出したカメラ物標500c及びレーダ62、64l、64rが検出したレーダ物標500rの少なくとも一方を用いることで、検出物体500までの距離Lv(図1)、検出物体500の種類等を求めることができる。
(A−1−2−3.LKASスイッチ66)
LKASスイッチ66は、走行支援ECU68に対し、後述するレーン維持アシストシステム制御(LKAS制御)を運転者が指令するためのスイッチである。LKASスイッチ66に加えて又はこれに代えて、その他の方法(図示しないマイクロホンを介しての音声入力等)によりLKAS制御を指令することも可能である。
(A−1−2−4.走行支援ECU68)
走行支援ECU68は、走行支援装置12の全体を制御するものであり、図1に示すように、入出力部70、演算部72及び記憶部74を有する。
カメラ60からの画像信号Scf及びレーダ62、64l、64rからの反射波信号Srf、Srl、Srrは、入出力部70を介して走行支援ECU68に供給される。また、走行支援ECU68と、駆動ECU36、制動ECU46及びEPS ECU58との間の通信は、入出力部70及び通信線76を介して行われる。入出力部70は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する図示しないA/D変換回路を備える。
演算部72は、各種センサ及び各ECU36、46、58等からの信号に基づいて演算を行う。そして、演算部72は、演算結果に基づき、駆動ECU36、制動ECU46及びEPS ECU58に対する信号を生成する。ここでの各種センサには、カメラ60、レーダ62、64l、64r、方向指示器20、車速センサ22、ヨーレートセンサ24、APセンサ34、BPセンサ42、トルクセンサ54及び舵角センサ56が含まれる。
図1に示すように、演算部72は、周辺車両認識部80、レーンマーク認識部82、LKAS制御部84、ALC制御部86(ALC:Automatic Lane Change)及び切替制御部88を有する。これらの各部は、記憶部74に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。前記プログラムは、図示しない無線通信装置(携帯電話機、スマートフォン等)を介して外部から供給されてもよい。前記プログラムの一部をハードウェア(回路部品)で構成することもできる。
周辺車両認識部80は、カメラ60からのカメラ情報Ic及びレーダ62、64l、64rからのレーダ情報Irに基づいて周辺車両502、504(図5A等)を認識し、周辺車両502、504に関する情報Iav(以下「周辺車両情報Iav」ともいう。)を出力する。
レーンマーク認識部82は、カメラ60からのカメラ情報Ic(周辺画像Ica)に基づいてレーンマーク104a、104b、104c(図5A等)を認識し、レーンマーク104a、104b、104cに関する情報Ilm(以下「レーンマーク情報Ilm」ともいう。)を出力する。
LKAS制御部84(レーン維持制御部、第2走行支援制御部)は、周辺車両認識部80からの周辺車両情報Iavと、レーンマーク認識部82からのレーンマーク情報Ilmに基づいて車両10のレーン維持アシストシステム制御(LKAS制御)を行う。
LKAS制御において、LKAS制御部84は、EPSモータ52のトルク目標値(以下「目標LKASトルクTlkas_tar」又は「目標トルクTlkas_tar」という。)を算出する。目標トルクTlkas_tarは、走行レーン102a、102b(以下「走行レーン102」と総称する。)(図5A等)のうち自車10が走行しているものの基準位置Plkas_refに車両10を維持するために必要なトルクである。
ALC制御部86(レーン変更制御部、第1走行支援制御部)は、周辺車両認識部80からの周辺車両情報Iavと、レーンマーク認識部82からのレーンマーク情報Ilmとに基づいて、車両10の自動レーン変更制御(ALC制御)を行う。ALC制御では、自動レーン変更(ALC)に必要なEPSモータ52のトルク目標値(以下「目標ALCトルクTalc_tar」又は「目標トルクTalc_tar」という。)、車両10の駆動力Fd及び制動力Fbを算出する。
切替制御部88(解除制御部)は、操舵及び加減速を運転者が操作する手動運転モードと、LKAS制御又はALC制御により操舵又は加減速の一部又は全部を自動で行う半自動運転モード(準自動運転モード)とを切り替える切替処理を実行する。換言すると、切替制御部88は、LKAS制御及びALC制御の解除を制御する。
記憶部74は、デジタル信号に変換された撮像信号、各種演算処理に供される一時データ等を記憶するRAM(Random Access Memory)、及び実行プログラム、テーブル又はマップ等を記憶するROM(Read Only Memory)等で構成される。
[A−2.各種制御]
(A−2−1.概要)
上記のように、本実施形態のLKAS制御部84では、LKAS制御を実行する。LKAS制御では、自車10の走行レーン102(図5A等)の基準位置Plkas_refに車両10を維持する制御である。ここでの基準位置Plkas_refは、走行レーン102の幅方向の位置を示す。車両10の進行方向において基準位置Plkas_refが連続することで基準線(目標軌跡)が形成される。
ALC制御部86では、ALC制御を実行する。ALC制御では、自車10の走行レーン102に対し、方向指示器20により指定された側(左側又は右側)のレーン102に自車10を自動的に移動させる。
切替制御部88では、操舵及び加減速を運転者が操作する手動運転モードと、LKAS制御又はALC制御により操舵又は加減速の一部又は全部を自動で行う半自動運転モード(準自動運転モード)とを切り替える切替処理を実行する。半自動運転モードでは、LKAS制御又はALC制御が選択的に実行される。
切替処理に際し、切替制御部88は、ALC制御又はLKAS制御の解除を判定する制御量uを用いる。本実施形態では、制御量uとして操舵トルクTst及びBP操作量θbpを用いる(詳細は、図2、図3等を参照して後述する。)。
(A−2−2.LKAS制御)
LKAS制御では、走行レーン102の基準位置Plkas_refからなる基準線に沿って走れるようにステアリング50の操作を支援することで運転負荷を軽減する。この際、LKAS制御部84は、エンジン30による車両10の駆動力及びブレーキ機構44による各車輪の制動力を制御すると共に、EPSモータ52を介してステアリング50の操舵角θstを制御する。
すなわち、LKAS制御部84は、車両10が走行レーン102の基準位置Plkas_refを走行するようにEPS ECU58に対して操舵角θstの指令を出力する。LKAS制御のための操舵角θstの制御には、目標LKASトルクTlkas_tarを用いる。加えて、LKAS制御部84は、カーブ路等の走行に対応するため、駆動ECU36に対するエンジン30の作動指令と制動ECU46に対するブレーキ機構44の作動指令とを出力してもよい。
本実施形態における基準位置Plkas_refは、走行レーン102の中央線上の点である。或いは、幅方向において中央線から所定距離ずれた位置を基準位置Plkas_refとしてもよい。
(A−2−3.ALC制御)
ALC制御では、自車10の走行レーン102に対し、方向指示器20により指定された側(左側又は右側)のレーン102に自車10を自動的に移動させる。この際、ALC制御部86は、駆動ECU36を介して車両10の駆動力を制御すると共に、EPS ECU58を介して操舵角θstを制御する。ALC制御のための操舵角θstの制御には、目標ALCトルクTalc_tarを用いる。
(A−2−4.運転モード切替制御)
図2及び図3は、本実施形態における運転モード切替制御の第1及び第2フローチャートである。図2及び図3の各ステップS1〜S20は、走行支援ECU68(主として切替制御部88)が行う。
ステップS1において、切替制御部88は、LKAS制御開始指令が入力されたか否かを判定する。換言すると、切替制御部88は、例えば、LKASスイッチ66がオフからオンになった場合、切替制御部88は、LKAS制御開始指令があったと判定する。或いは、音声入力によりLKAS制御開始指令がなされてもよい。LKAS制御開始指令があった場合(S1:YES)、ステップS2において、切替制御部88は、LKAS制御部84に対してLKAS制御の開始を指令する。当該指令を受けたLKAS制御部84は、LKAS制御を開始する。
ステップS3において、切替制御部88は、ALC制御開始指令が入力されたか否かを判定する。換言すると、切替制御部88は、運転者のレーン変更意図を検出したか否かを判定する。例えば、LKASスイッチ66がオンである状態において、方向指示器20が左折方向又は右折方向に操作された場合、切替制御部88は、ALC制御開始指令が入力された(又はレーン変更意図が検出された)と判定する。或いは、LKASスイッチ66がオンである状態において、ステアリング50に対する運転者の回転操作が入力された場合、切替制御部88は、ステアリング50の回転方向に対応したALC制御開始指令が入力されたと判定してもよい。
ALC制御開始指令が入力された場合(S3:YES)、ステップS4において、切替制御部88は、ALC制御部86によるALC制御を開始させる一方、LKAS制御部84によるLKAS制御を中断させる。なお、ステップS4において、方向指示器20で指令された方向のレーン102に周辺車両502、504がいる場合、レーン変更に障害とならない位置に周辺車両502、504がいることを条件とすることができる。
ステップS5において、切替制御部88は、第1解除閾値としてのALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alc(以下「解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alc」ともいう。)を設定する。解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcは、運転者の運転操作(ここでは、ステアリング操作及びペダル操作)に基づいてALC制御を解除するか否かを判定する閾値である。解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2は、操舵トルクTstに関する閾値であり、解除閾値THθbp_alcは、BP操作量θbpに関する閾値である。
解除閾値THtst_alc1は、ALC制御によるレーン変更の方向と同じ操舵方向の閾値であり、解除閾値THtst_alc2は、ALC制御によるレーン変更の方向と反対の操舵方向の閾値である。例えば、図5Aにおいて、自車10が走行レーン102aから左側の走行レーン102bにレーン変更する場合、運転者から見てステアリング50の反時計回りがレーン変更の方向と同じ操舵方向である。
本実施形態では、解除閾値THtst_alc2よりも解除閾値THtst_alc1を大きくする(図5B)。さらに、本実施形態では、LKAS制御解除閾値THtst_alc1、THθbp_alcよりも、ALC解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasを大きくする(図5B)。これにより、LKAS制御と比較して、ALC制御を中断され難くする。
本実施形態において、切替制御部88は、車速Vに応じて解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcを設定する。例えば、切替制御部88は、車速Vが高くなるほど解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcを低くする。
ステップS6において、切替制御部88は、トルクセンサ54(又はEPS ECU58)から操舵トルクTstを、BPセンサ42(又は制動ECU46)からBP操作量θbpを取得する。
ステップS7において、操舵トルクTstがレーン変更方向に対応しているか否かを判定する。例えば、左側のレーンに対して自動レーン変更を行う場合、操舵トルクTstが左回転方向(運転者から見て反時計回り)であるか否かを判定する。
操舵トルクTstがレーン変更方向に対応している場合(S7:YES)、ステップS8において、切替制御部88は、操舵トルクTstの絶対値|Tst|が解除閾値THtst_alc1を下回るか否かを判定する。操舵トルクTstの絶対値が解除閾値THtst_alc1を下回る場合(S8:YES)、操舵トルクTstに基づいてのALC制御の解除は行わないと判定するため、ステップS10に進む。
操舵トルクTstがレーン変更方向に対応していない場合(S7:NO)、ステップS9において、切替制御部88は、操舵トルクTstの絶対値|Tst|がTHtst_alc2を下回るか否かを判定する。操舵トルクTstの絶対値|Tst|が解除閾値THtst_alc2を下回る場合(S9:YES)、操舵トルクTstに基づいてのALC制御の解除は行わないと判定し、ステップS10に進む。
ステップS10において、切替制御部88は、BP操作量θbpが解除閾値THθbp_alcを下回るか否かを判定する。BP操作量θbpが解除閾値THθbp_alcを下回る場合(S10:YES)、BP操作量θbpに基づいてのALC制御の解除は行わないと判定し、ステップS11に進む。
ステップS11において、切替制御部88は、自動レーン変更(ALC)が完了したか否かを、ALC制御部86からの信号に基づいて判定する。具体的には、ALC制御部86は、車両10がレーン変更時の基準位置Palc_ref(以下「ALC基準位置Palc_ref」ともいう。)に到達したか否かを判定する。車両10が基準位置Palc_refに到達した場合、ALC制御部86は、ALCが完了した旨の信号(ALC完了信号)を切替制御部88に送信する。切替制御部88は、ALC完了信号を受信すると、ALCが終了したと判定する。
ALCが完了していない場合(S11:NO)、ALC制御を継続するため、ステップS6に戻る。なお、解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcを更新する場合、ステップS6ではなくステップS5に戻ることも可能である。
ALCが完了した場合(S11:YES)、ステップS12において、切替制御部88は、ALC制御部86によるALC制御を終了させ、LKAS制御部84によるLKAS制御を再開させる。ステップS12の後、ステップS3に戻る。
ステップS8、S9、S10のいずれかがNOである場合、ステップS13において、切替制御部88は、半自動運転モードのALC制御を解除(又は中断)して手動運転モードに移行する。これにより、運転者による手動運転が可能となる。
ステップS3に戻り、ALC制御開始指令が入力されていない場合(又は運転者のレーン変更意図を検出しない場合)(S3:NO)、図3のステップS14に進む。
図3のステップS14において、切替制御部88は、第2解除閾値としてのLKAS制御解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkas(以下「解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkas」ともいう。)を設定する。解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasは、運転者の運転操作(ここでは、ステアリング操作及びペダル操作)に基づいてLKAS制御を解除するか否かを判定する閾値である。解除閾値THtst_lkasは、操舵トルクTstに関する閾値であり、解除閾値THθbp_lkasは、BP操作量θbpに関する閾値である。
本実施形態において、切替制御部88は、車速Vに応じて解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasを設定する。例えば、切替制御部88は、車速Vが高くなるほど解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasを低くする。
ステップS15において、切替制御部88は、トルクセンサ54(又はEPS ECU58)から操舵トルクTstを、BPセンサ42(又は制動ECU46)からBP操作量θbpを取得する。
ステップS16において、切替制御部88は、操舵トルクTstの絶対値|Tst|が解除閾値THtst_lkasを下回るか否かを判定する。操舵トルクTstの絶対値|Tst|が解除閾値THtst_lkasを下回る場合(S16:YES)、操舵トルクTstに基づいてのLKAS制御の解除は行わないと判定し、ステップS17に進む。
ステップS17において、切替制御部88は、BP操作量θbpが解除閾値THθbp_lkasを下回るか否かを判定する。BP操作量θbpが解除閾値THθbp_lkasを下回る場合(S17:YES)、BP操作量θbpに基づいてのLKAS制御の解除は行わないと判定し、ステップS18に進む。
ステップS18において、LKAS制御終了条件が成立したか否かを判定する。ここでのLKAS制御終了条件は、運転者のステアリング操作又はペダル操作以外で(換言すると、ステップS16、S17以外で)、LKAS制御を終了する条件である。ステップS18のLKAS制御終了条件には、例えば、LKASスイッチ66がオフにされたことを挙げることができる。或いは、LKAS制御部84においてレーンマーク104a、104b、104cにより自車10の走行レーン102が認識できなくなったこともLKAS制御終了条件に含まれ得る。
LKAS制御終了条件が成立しない場合(S18:NO)、図2のステップS3に戻って、LKAS制御を継続する。操舵トルクTstの絶対値|Tst|が解除閾値THtst_lkasを下回らない場合(S16:NO)若しくはBP操作量θbpが解除閾値THθbp_lkasを下回らない場合(S17:NO)又はLKAS終了条件が成立した場合(S18:YES)、ステップS19に進む。
ステップS19において、切替制御部88は、半自動運転モードのLKAS制御を終了又は解除(中断)して手動運転モードに移行する。これにより、運転者による手動運転が可能となる。
図2のステップS1に戻り、LKAS制御開始指令が入力されていない場合(S1:NO)、ステップS20において、切替制御部88は、手動運転モードを選択する。
(A−2−5.本実施形態と第1〜第3比較例の比較)
(A−2−5−1.操舵トルクTstに関するALC解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2)
図4Aは、第1比較例において、自車10が左側の走行レーン102bを目標レーン102tarとして自動レーン変更(ALC)をする際の様子の一例を示す図である。図4Bは、第1比較例におけるALC制御解除閾値THtst_alc_c及びLKAS制御解除閾値THtst_lkasの例を示す図である。図5Aは、本実施形態において、自車10が左側のレーン102bを目標レーン102tarとしてALCをする際の様子の一例を示す図である。図5Bは、本実施形態におけるALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2及びLKAS制御解除閾値THtst_lkasの例を示す図である。第1比較例のLKAS制御解除閾値THtst_lkasは、本実施形態のLKAS制御解除閾値THtst_lkasと同じである。
図4A及び図5Aでは、複数の走行レーン102a、102bを含む走行路100が示されている。走行レーン102aは、レーンマーク104a、104bにより規定され、走行レーン102bは、レーンマーク104b、104cにより規定される。
図4A及び図5Aでは、走行レーン102aが、当初の自車10の走行レーンである。その後、自動レーン変更(ALC)により走行レーン102bが自車10の走行レーンとなる。ALCに際し、新たな走行レーン102bは、ALC制御における目標となる走行レーン102(以下「目標レーン102tar」ともいう。)となる。
図4A及び図5Aにおいて、自車10は、目標レーン102tarにおける周辺車両502、504の間に入り込もうとしている。なお、理解の容易化のため、図4A及び図5Aでは、周辺車両502、504が止まっている状態を想定しているが、実際は、自車10及び周辺車両502、504が走行している状態で、自車10が周辺車両502、504の間に入っていく。
図4B及び図5Bでは、時点t1に対応する地点P1においてALC制御が開始される。時点t2(地点P2)において、運転者は、自車10が周辺車両502、504の間に入り込む位置を微調整するため、操舵トルクTstを付加する。
第1比較例では、操舵トルクTstに関するALC制御解除閾値THtst_alc_cを用いる。第1比較例では、ALC方向に対応する方向(ALC方向)とALC方向と反対方向とで解除閾値THtst_alc_cの絶対値が等しい。また、第1比較例でのALC制御解除閾値THtst_alc_cは、LKAS制御解除閾値THtst_lkasと等しい。
時点t2(地点P2)において、運転者が追加的な操舵トルクTstを加えると、時点t3(地点P3)において操舵トルクTstが解除閾値THtst_alc_cを超えてしまう。これにより、運転者がALC制御の解除ではなく、操舵の微調整を意図していたにもかかわらず、ALC制御(半自動運転モード)が解除されて手動運転モードに移行してしまう。
一方、本実施形態では、ALC制御解除閾値THtst_alc1が、LKAS制御解除閾値THtst_lkasよりも大きい値に設定されている(図5B)。このため、ALCに際して、時点t2(地点P2)から運転者がステアリング50を微調整しても、操舵トルクTstが解除閾値THtst_alc1を超えない。このため、運転者は、ALC制御を中断せずに、操舵の微調整が可能となる。そして、自車10がALC基準位置Palc_refに到達してALC制御が終了すると(図2のS11:YES)、手動運転モードを介さずにLKAS制御を再開することが可能となる(S12)。
(A−2−5−2.BP操作量θbpに関するALC解除閾値THθbp_alc(ALC中))
図6Aは、第2比較例において、自車10が左側の走行レーン102bを目標レーン102tarとして自動レーン変更(ALC)をする際の様子の一例を示す図である。図6Bは、第2比較例におけるALC制御解除閾値THθbp_alc_cの例を示す図である。図7Aは、本実施形態において、自車10が左側の走行レーン102bを目標レーン102tarとして自動レーン変更(ALC)をする際の様子の一例を示す図である。図7Bは、本実施形態におけるALC制御解除閾値THθbp_alcの例を示す図である。
第2比較例では、ALC制御解除閾値THθbp_alc_cとLKAS制御解除閾値THθbp_lkasが等しい。本実施形態では、ALC制御解除閾値THθbp_alcがLKAS制御解除閾値THθbp_lkasよりも大きい。第2比較例のLKAS制御解除閾値THθbp_lkasは、本実施形態のLKAS制御解除閾値THθbp_lkasと同じである。
図6A及び図7Aにおいて、自車10は、目標レーン102tarにおける周辺車両502の後ろに行こうとしている。図6B及び図7Bでは、地点P11においてALC制御を開始する。地点P12の手前で、運転者は、自車10が周辺車両502(先行車両)の後ろに行く位置を微調整するため、ブレーキペダル40を踏み始め、これに応じてBP操作量θbpが増加する。そして、地点P12においてBP操作量θbpは、解除閾値THθbp_alc_cを超え、その後、図6Bに示すものとなる。
上記のように、図6Aの地点P12におけるBP操作量θbpは解除閾値THθbp_alc_cを超えている。このため、運転者がALC制御の解除ではなく、操舵の微調整を意図していたにもかかわらず、ALC制御(半自動運転モード)が解除されて手動運転モードに移行してしまう。
一方、本実施形態では、ALC制御解除閾値THθbp_alcが、LKAS制御解除閾値THθbp_lkasよりも大きい値に設定されている(図7B)。このため、ALCに際して、地点P12の手前から運転者がブレーキペダル40を微調整しても、BP操作量θbpが解除閾値THθbp_alcを超え難い。このため、運転者は、ALC制御を中断せずに、減速の微調整が可能となる。そして、自車10がALC基準位置Palc_refに到達してALC制御が終了すると(図2のS11:YES)、手動運転モードを介さずにLKAS制御を再開することが可能となる(S12)。なお、図7BのBP操作量θbpは、図6Bと同じ時点における同じ値の例を示している。
(A−2−5−3.ALCのための位置合わせ時)
図8Aは、第3比較例において、自車10がALCをするために現在の走行レーン102aにおいて位置合わせを行う際の様子の一例を示す図である。図8Bは、本実施形態において、自車10がALCをするために現在の走行レーン102aにおいて位置合わせを行う際の様子の一例を示す図である。図8A及び図8Bでは、周辺車両502、504が60km/hで走行している。第3比較例及び本実施形態のALC制御部86は、70km/hから60km/hまで減速して、周辺車両502、504の間に自車10を入り込ませようとしている。
第2比較例と同様、第3比較例では、ALC解除閾値THθbp_alc_cがLKAS解除閾値THθbp_lkasと等しい。このことを知っている運転者は、ALCのための位置合わせ時にブレーキペダル40を操作しない。このため、自車10に発生する減速力Fb[N]には、ALC制御部86が発生させるALC減衰力Fb_alcのみが含まれる。
これに対し、本実施形態では、ALC解除閾値THθbp_alcがLKAS解除閾値THθbp_lkasよりも大きい。このことを知っている運転者は、ALCのための位置合わせ時にブレーキペダル40を微調整することが可能となる。このため、自車10に発生する減速力Fbには、ALC制御部86が発生させるALC制動力Fb_alcと、運転者によるブレーキペダル40の操作により発生する運転者制動力Fb_drとが含まれる。
[A−3.本実施形態の効果]
以上のように、本実施形態によれば、自動レーン変更(ALC)制御中にALC制御を解除するか否かを判定する解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alc(第1解除閾値)と、LKAS制御(第2走行支援制御)中にLKAS制御を解除するか否かを判定する解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkas(第2解除閾値)とを互いに相違させる(図5B、図7B)。これにより、ALC制御又はLKAS制御を解除するタイミングをより好適に設定することが可能となる。
本実施形態において、走行支援装置12は、
自車10の前方画像Icfを取得する前方カメラ60(撮像装置)と、
前方画像Icfからレーンマーク104a、104b、104cを検出するレーンマーク認識部82(レーンマーク検出部)と、
レーンマーク認識部82により検出されたレーンマーク104a、104b、104cに基づいてLKAS制御(レーン維持制御、第2走行支援制御)を行うLKAS制御部84(レーン維持制御部、第2走行支援制御部)と
を備える(図1)。
切替制御部88(解除制御部)は、解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasよりも解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcを高く設定する(図5B、図7B)。
これにより、LKAS制御よりもALC制御を解除され難くする。従って、LKAS制御時と比較して、ALC時には運転者による操舵又は加速若しくは減速の微調整を許容しつつ、ALCを継続することが可能となる(図4A、図5A、図6A、図7A参照)。
本実施形態において、ALC制御又はLKAS制御の解除を判定する制御量uは、操舵トルクTst及びBP操作量θbp(ブレーキペダル40の操作量)である(図2のS8、S9、S10、図3のS16、S17、図5B、図7B)。これにより、ステアリング50又はブレーキペダル40に対する運転者の直接的な操作に応じて、ALC制御(第1運転支援制御)又はLKAS制御(第2運転支援制御)を解除することが可能となる。
本実施形態において、ALC制御又はLKAS制御の解除を判定する制御量uは、操舵トルクTstを含む(図2のS8、S9、図3のS16、図5B)。切替制御部88(解除制御部)は、レーン変更と同じ方向における解除閾値THtst_alc1(第1解除閾値)の絶対値よりも、レーン変更と異なる方向における解除閾値THtst_alc2(第1解除閾値)の絶対値を小さくする(図5B)。これにより、ALC制御を行うALC制御部86(第1走行支援制御部)と反対の動きを運転者が望む場合、ALC制御を解除し易くすることが可能となる。
B.変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
[B−1.適用対象]
上記実施形態では、走行支援装置12を車両10に適用したが(図1)、これに限らず、別の対象に適用してもよい。例えば、走行支援装置12をロボットに適用してもよい。この場合、周辺車両502、504の代わりに先行する移動物体を用いることとなる。
[B−2.走行支援装置12の構成]
上記実施形態では、自車10の前方の物体500を検出するため、前方カメラ60(カメラ情報Ic)及びレーダ62(レーダ情報Ir)を用いた(図1)。しかしながら、例えば、物体500を検出する観点からすれば、これに限らない。例えば、物体500の検出には前方カメラ60及びレーダ62のいずれか一方のみを用いてもよい。
上記実施形態では、LKAS制御部84、ALC制御部86及び切替制御部88を単一の走行支援ECU68に含ませた(図1)。しかしながら、例えば、ALC制御とそれ以外の走行支援制御(第2走行支援制御)とで解除閾値を異ならせる観点からすれば、これに限らない。例えば、LKAS制御部84、ALC制御部86及び切替制御部88をそれぞれ別の電子制御装置(ECU)に含ませることも可能である。
[B−3.走行支援ECU68の制御]
上記実施形態では、ALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcと、LKAS制御解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasとを相違させることについて説明した(図2、図3、図5B、図7B)。しかしながら、例えば、ALC制御とそれ以外の走行支援制御(第2走行支援制御)とで解除閾値を異ならせる観点からすれば、これに限らない。例えば、ALC制御と、自動クルーズ制御(ACC)又はレーン逸脱防止制御とで解除閾値を異ならせることも可能である。
LKAS制御は、舵角θstを自動的に制御するものであったのに対し、ACCは、加速及び減速を自動的に制御する。また、LKAS制御は、走行レーン102の基準位置Plkas_refに一致するように車両10を制御するものであった。これに対し、レーン逸脱防止制御は、車両10が走行レーン102から逸脱したとき又は逸脱しそうなときに車両10を逸脱方向とは反対方向に移動させる制御である。
また、上記実施形態におけるALC制御及びLKAS制御は、運転者の操作が介在するものであったが、ALC制御及びLKAS制御から手動運転モードに切り替える観点からすれば、これに限らない。例えば、ALC制御及びLKAS制御(又はACC)は、完全自動運転制御で用いられるものであってもよい。
上記実施形態では、ALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc1、THθbp_alcをLKAS解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasよりも大きくした(図5B、図7B)。しかしながら、例えば、ALC制御とそれ以外の走行支援制御(第2走行支援制御)とで解除閾値を異ならせる観点からすれば、ALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc1、THθbp_alcをLKAS解除閾値THtst_lkas、THθbp_lkasよりも小さくすることも可能である。
上記実施形態では、ALC方向の解除閾値THtst_alc1の絶対値を、ALC方向と反対方向の解除閾値THtst_alc2の絶対値よりも大きくした(図5B)。しかしながら、例えば、ALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2をLKAS解除閾値THtst_lkasよりも大きくする観点からすれば、これに限らない。例えば、ALC方向の解除閾値THtst_alc1を、ALC方向と反対方向の解除閾値THtst_alc2よりも小さくすることも可能である。或いは、解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2を等しくしてもよい。或いは、ALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2の一方と、LKAS制御解除閾値THtst_lkasとを相違させる観点からすれば、ALC制御解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2の他方を省略することもできる。
図5A、図7A、図8Bの例では、レーンマーク104a、104b、104cとして道路の白線(実線及び破線)を想定していた。しかしながら、例えば、走行レーン102及び目標レーン102tarを規定するレーンマーク104a、104b、104cとしての観点からすれば、これに限らない。例えば、レーンマーク104a、104b、104cは、黄色線、ボッツドッツ(Botts Dots)又はキャッツアイであってもよい。或いは、レーンマーク104a、104b、104cは、ガードレール自体又はガードレールから所定距離に設定される仮想的なレーンマーク104であってもよい。
上記実施形態では、ALC制御又はLKAS制御の解除を判定するための制御量uの例として、操舵トルクTst及びBP操作量θbpを用いた(図2、図3、図5B、図7B)。しかしながら、例えば、ALC制御(第1走行支援制御)又はLKAS制御(第2走行支援制御)の解除を判定する観点(換言すると、運転者が走行支援制御の解除を求めているか否かを運転動作により判定する観点)からすれば、これに限らない。
例えば、制御量uとして、操舵トルクTst及びBP操作量θbpの一方のみを用いることができる。或いは、ステアリング50の操作速度Vst(舵角θstの時間微分値)又は操作加速度(操作速度Vstの時間微分値)を用いてもよい。或いは、制御量uとして、ブレーキペダル40の操作速度Vbp(BP操作量θbpの時間微分値)若しくは操作加速度(操作速度Vbpの時間微分値)又は踏力を用いてもよい。或いは、アクセルペダル32の操作量θap若しくは操作速度Vap(BP操作量θbpの時間微分値)若しくは操作加速度(操作速度Vapの時間微分値)又は踏力を用いることもできる。
上記実施形態では、ALC制御又はLKAS制御の解除を、主として切替制御部88が判断した(図2及び図3)。しかしながら、例えば、ALC制御又はLKAS制御(第2走行支援制御)の解除を判定する観点(換言すると、運転者が走行支援制御の解除を求めているか否かを運転動作により判定する観点)からすれば、これに限らない。例えば、ALC制御の解除判定はALC制御部86が行い、LKAS制御の解除判定はLKAS制御部84が行うことも可能である。
上記実施形態では、LKAS基準位置Plkas_ref及びALC基準位置Palc_refを用いた。しかしながら、これらの基準位置Plkas_ref、Palc_refを基準領域(目標領域)として用いることも可能である。
上記実施形態では、解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcを可変値とした(図2のS5、図3のS14)。しかしながら、例えば、ALC制御(第1走行支援制御)とLKAS制御(第2走行支援制御)とで解除閾値を相違させる観点からすれば、ALC制御の各解除閾値THtst_alc1、THtst_alc2、THθbp_alcは、固定値としてもよい。
10…自車 12…走行支援装置
32…アクセルペダル 40…ブレーキペダル
50…ステアリング 60…前方カメラ(撮像装置)
82…レーンマーク認識部(レーンマーク検出部)
84…LKAS制御部(レーン維持制御部、第2走行支援制御部)
86…ALC制御部(レーン変更制御部、第1走行支援制御部)
88…切替制御部(解除制御部) 102a、102b…走行レーン
104a、104b、104c…レーンマーク
Icf…前方画像
THtst_alc1、THtst_alc2…ALC制御解除閾値(第1解除閾値)
THtst_lkas…LKAS制御解除閾値(第2解除閾値)
THθbp_alc…ALC制御解除閾値(第1解除閾値)
THθbp_lkas…LKAS制御解除閾値(第2解除閾値)
Tst…操舵トルク(制御量) u…制御量
Vap…アクセルペダルの操作速度(制御量)
Vbp…ブレーキペダルの操作速度(制御量)
Vst…ステアリングの操作速度(制御量)
θap…アクセルペダルの操作量(制御量)
θbp…ブレーキペダルの操作量(制御量)

Claims (5)

  1. 運転者のレーン変更意図を検出したときレーン変更を自動的に行う自動レーン変更制御としての第1走行支援制御を実行する第1走行支援制御部と、
    前記自動レーン変更制御と異なる走行支援制御である第2走行支援制御を実行する第2走行支援制御部と
    を備える走行支援装置であって、
    前記走行支援装置は、前記自動レーン変更制御及び前記第2走行支援制御の解除を制御する解除制御部をさらに備え、
    前記解除制御部は、
    前記自動レーン変更制御中に、前記運転者によるブレーキペダル又はアクセルペダルの制御量が第1解除閾値を超えた場合、前記自動レーン変更制御を解除し、
    前記第2走行支援制御中に、前記制御量が第2解除閾値を超えた場合、前記第2走行支援制御を解除し、
    前記第2解除閾値よりも前記第1解除閾値を高く設定し、
    前記制御量は、前記ブレーキペダル又は前記アクセルペダルの操作量若しくは操作速度若しくは操作加速度又は踏力である
    ことを特徴とする走行支援装置。
  2. 請求項1に記載の走行支援装置において、
    前記走行支援装置は、
    自車の前方画像を取得する撮像装置と、
    前記前方画像からレーンマークを検出するレーンマーク検出部と
    を備え、
    前記第2走行支援制御は、前記レーンマーク検出部により検出された前記レーンマークに基づいて前記自車を走行レーン内に維持するレーン維持制御であり、
    前記第2走行支援制御部は、前記レーン維持制御を実行するレーン維持制御部である、
    とを特徴とする走行支援装置。
  3. 請求項1又は2に記載の走行支援装置において、
    前記解除制御部は、前記運転者のレーン変更意図が検出されると、レーン変更のための位置合わせ時点で、前記ブレーキペダルの操作量若しくは操作速度若しくは操作加速度又は踏力に関する前記第1解除閾値の利用を開始する
    ことを特徴とする走行支援装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の走行支援装置において、
    前記解除制御部は、前記自動レーン変更制御中に自車を減速させる際、前記ブレーキペダルの前記第1解除閾値を高く設定する、又は前記自動レーン変更制御中に自車を加速させる際、前記アクセルペダルの前記第1解除閾値を高く設定する
    ことを特徴とする走行支援装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の走行支援装置において、
    前記解除制御部は、車速が高くなるほど前記第1解除閾値を低くする
    ことを特徴とする走行支援装置。
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