JP6808992B2 - 走行支援装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載の技術では、走行路からの逸脱を回避する逸脱回避制御を実行するときに、操舵制御と制動制御との分担比を設定し、分担比に応じて操舵制御と制動制御とを実行する。
この構成によれば、逸脱回避制御の回避方式として、操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または操舵制御と制動制御との両方を実行する方式、または操舵制御または制動制御のいずれかを実行する期間と操舵制御と制動制御との両方を実行する期間とを設定する方式のいずれを実行するかを、車両が走行する走行路の認識結果と車両の走行状態とに基づいて適切に決定できる。
[1.第1実施形態]
[1−1.構成]
図1に示すように、第1実施形態の車載の走行支援システム2は、走行路検出センサ10と、路面状態検出センサ12と、走行状態検出センサ14と、ドライバ状態検出センサ16と、走行支援装置20と、パワートレインシステム40と、ブレーキシステム42と、ステアリングシステム44とを備えている。
カメラは、車両の前方側と後方側とにそれぞれ取り付けられており、車両の周囲を撮像した画像データを走行支援装置20に出力する。カメラが撮像する画像データから、例えば走行路を区画する白線上の各点の座標を算出し、各点の座標から走行路の形状として走行路の曲率を取得できる。
[1−2.処理]
以下、走行支援装置20が実行する逸脱回避処理を、図2のフローチャートに基づいて説明する。図2のフローチャートは所定時間間隔で常時実行される。
S406において逸脱判定部28は、走行路認識部22による走行路の認識結果と、走行状態取得部26が取得する車両の走行状態とに基づいて、車両が走行路から逸脱するか否かを判定する。
(1)図5において、車両100の一部が走行路200を区画する白線202、204を越える。
条件(1)の判定は、例えばカメラが撮像する画像データから取得する白線202、204と車両100との位置関係に基づいて行う。条件(2)の判定も、例えばカメラが撮像する画像データに設定する回避開始線210と車両100との位置関係に基づいて行う。
S406の判定がYesであり、車両100が走行路200から逸脱する場合、S408において方式決定部30は、図4に示すように、逸脱フラグをオンに設定し、車両が走行路から逸脱することを回避するための回避方式を決定する。
(1)回避方式1
逸脱回避に必要な横加速度が0.2G以下の場合、横加速度により車両の搭乗者に加わる力は搭乗者に不安感を与えない範囲なので、制動制御を実行せず操舵制御だけで逸脱回避制御を実行する。
逸脱回避に必要な横加速度が0.6G以下であれば、制動制御により最大減速度の0.8Gが発生しても、逸脱回避に必要な横加速度を発生することができる。そこで、逸脱回避に必要な横加速度が0.2Gより大きく0.6G以下の場合、逸脱回避制御として操舵制御と制動制御とを同時に実行する。
制動制御により最大減速度の0.8Gが発生すると、0.6Gよりも大きい横加速度は発生しない。そこで、逸脱回避に必要な横加速度が0.6Gより大きく1G以下の場合、まず制動制御を実行せず、操舵制御だけを実行する。これにより、逸脱回避制御を開始するときに、0.6Gより大きく1G以下の横加速度を発生することができる。
(4)回避方式4
逸脱回避に必要な横加速度が1G以上より大きくても、限界加速度である1Gより大きい横加速度を発生することはできない。この場合、操舵制御を実行せず、制動制御だけを実行する。そして、制動制御により車両を極力速やかに停車させる。
逸脱角度が所定角度を越えているか、あるいは逸脱速度が所定速度未満の場合、逸脱を回避するための操舵制御と制動制御とを実行しない。
S410の判定がYesであり、S408で決定した回避方式が回避方式1の場合、図3のS420において経路設定部32は、車両が逸脱を回避するときの目標経路を設定する。
目標経路と目標経路に対する車両の数m前方の予測位置との距離がゼロになるように、PID制御または最適レギュレータ制御等により操舵量として操舵角を算出する。目標経路に対する車両の数m前方の予測位置は、目標経路に対する車両の現在位置と車両の現在の車速と車両の走行方向とに基づいて予測される。逸脱回避制御が終了し逸脱フラグがオフなると、積分項を0に初期化する。
次式(1)に示すように、白線と白線に対する車両の数m前方の予測位置との距離ΔLと、車速に応じて予め設定されたゲインKvとの乗算により、操舵量として操舵トルクTを算出する。白線に対する車両の数m前方の予測位置は、白線に対する車両の現在位置と車両の現在の車速と車両の走行方向とに基づいて予測される。
S424において走行制御部34は、S422で走行制御部34が算出した操舵量で車両の操舵を制御する。S426において走行制御部34は、逸脱回避制御の終了条件が成立しているか否かを判定する。この判定は、以下の(1)〜(4)のいずれかの条件が成立しているか否かに基づいて行われる。
(2)車両が走行路内に戻った。
(3)車両の横加速度とヨーレートとがそれぞれ所定値以下になり、車両の走行が安定した。
S426の判定がNoであり、逸脱回避制御の終了条件が成立していない場合、処理はS422に戻って逸脱回避制御が継続して行われる。S426の判定がYesであり、逸脱回避制御の終了条件が成立すると、S428において走行制御部34は、操舵フラグをオフにして操舵制御を終了する。さらに、走行制御部34は、回避終了フラグをオンにし、逸脱フラグをオフにして逸脱回避制御を終了する。
S434において走行制御部34は、逸脱回避制御として、操舵制御と制動制御とを合わせて実行する。走行制御部34は、S432で設定された操舵量に基づいて操舵制御を実行する。制動制御を実行するときの制動量は、回避方式2で予め設定されている減速度となるように設定される。
(2)車両の走行方向が走行路に戻る方向になる。
(3)逸脱回避制御に必要な横加速度が低下し、制動制御を実行しても限界加速度以下になる。
S446の判定がYesであり、制動制御の開始タイミングになった場合、S448において走行制御部34は、制動フラグをオンに設定する。さらに、S448において走行制御部34は、S422で説明した方法で操舵量を設定する。
[1−3.効果]
以上説明した第1実施形態によると、以下の効果を得ることができる。
[2−1.第1実施形態との相違点]
第1実施形態では、逸脱速度と逸脱角度に基づいて図8に示すマップから回避方式を決定した。これに対し、第2実施形態では、逸脱回避制御において異なる減速度で車両を制動制御するときに車両が走行路から逸脱する程度に基づいて回避方式を決定する点が、第1実施形態と異なる。走行路から逸脱する程度を表す最大逸脱量と逸脱面積とについては後述する。
図9の逸脱回避処理は所定時間間隔で実行される。図9のS470〜S476は、第1実施形態の図2のS400〜S406と実質的に同一処理なので説明を書略する。
S486において方式決定部30は、図11に示すように、S482で設定されたパターンで減速度を変化させて算出したn個の走行軌跡L1〜Lnのそれぞれについて、逸脱側の白線202からの逸脱度として、最大逸脱量と逸脱面積とを算出する。
S490において方式決定部30は、走行軌跡L1〜Lnのそれぞれについて算出された評価関数C1〜Cnの関数値のうち、最小の関数値に対応する減速度となるように、逸脱回避制御における制動制御の制動量を設定する。操舵制御の操舵量は、図10において目標経路に追従するために算出された追従操舵量が使用される。そして、最小の関数値に対応する減速度により、回避方式が決定される。
[2−3.効果]
第2実施形態では、第1実施形態の効果(1)に加え、以下の効果を得ることができる。
(1)上記第1実施形態では、逸脱回避制御における回避方式1〜5のいずれかを選択した。回避方式1〜5以外にも、例えば逸脱速度が所定速度以上の場合、まず制動制御を実行して車速を低下させてから、途中で制動制御に加えて操舵制御を実行する回避方式を採用してもよい。この場合、図3のS442〜S448において、操舵と制動との記載を入れ換えればよい。
また、操舵制御または制動制御のいずれか一方をまず実行し、途中で操舵制御または制動制御の他方に切り替える回避方式を採用してもよい。
Claims (8)
- 車両(100)が走行する走行路(200)を認識するように構成された走行路認識部(22、S400、S470)と、
前記車両の走行状態を取得するように構成された走行状態取得部(26、S404、S474)と、
前記走行路認識部が認識する前記走行路の認識結果と前記走行状態取得部が取得する前記走行状態とのうち少なくとも前記認識結果に基づいて、前記走行路から前記車両が逸脱するか否かを判定するように構成された逸脱判定部(28、S406、S476)と、
前記車両が前記走行路から逸脱すると前記逸脱判定部が判定すると、前記車両が前記走行路から逸脱することを回避する逸脱回避制御の回避方式として、前記車両に対する操舵制御または制動制御のいずれかを実行する方式、または前記操舵制御と前記制動制御との両方を実行する方式、または前記操舵制御または前記制動制御のいずれかを実行する期間と前記操舵制御と前記制動制御との両方を実行する期間とを設定する方式のいずれを実行するかを、前記認識結果と前記走行状態として、前記走行路の境界から前記車両が逸脱する最大逸脱量と、前記走行路の境界から前記車両が逸脱するときの走行軌跡と前記走行路の境界とで区画される面積を表す逸脱面積とに基づいて決定し、前記車両が前記走行路から逸脱する逸脱角度が所定角度を超えているか、あるいは前記車両が前記走行路から逸脱する逸脱速度が所定速度未満の場合、前記操舵制御と前記制動制御とを実行しないように構成された方式決定部(30、S408〜S416、S482〜S490)と、
前記方式決定部が決定する前記回避方式に応じて前記逸脱回避制御を実行するときの前記操舵制御の操舵量と前記制動制御の制動量とを前記認識結果と前記走行状態とに基づいて設定するように構成された走行制御部(34、S422〜S428、S432〜S438、S442〜S454、S460〜S464、S478、S492〜S496)と、
を備える走行支援装置(20)。 - 請求項1に記載の走行支援装置において、
前記認識結果と前記走行状態とに基づいて、前記車両が前記走行路からの逸脱を回避する目標経路を設定するように構成された経路設定部(32、S420、S430、S440、S480)をさらに備え、
前記走行制御部(S422、S424、S432、S434、S442、S444、S448、S450、S492)は、前記経路設定部が設定する前記目標経路に沿って前記車両が走行するように前記操舵量を設定する、
走行支援装置。 - 請求項1または2に記載の走行支援装置において、
前記操舵制御を先に実行し、途中で前記操舵制御に加えて前記制動制御を実行する前記回避方式の場合、前記走行制御部(S446)は、前記認識結果と前記走行状態とに基づいて前記制動制御の開始タイミングを決定し、
前記制動制御を先に実行し、途中で前記制動制御に加えて前記操舵制御を実行する前記回避方式の場合、前記走行制御部は、前記認識結果と前記走行状態とに基づいて前記操舵制御の開始タイミングを決定する、
走行支援装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
前記走行路の路面状態を取得するように構成された路面状態取得部(24、S402、S472)をさらに備え、
前記方式決定部は、前記認識結果と前記走行状態と前記路面状態取得部が取得する前記路面状態とに基づいて前記回避方式を決定する、
走行支援装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
前記認識結果に基づいて前記車両が前記走行路に戻ると、前記走行制御部(S426、S428、S436、S438、S452、S454)は前記逸脱回避制御を終了する、
走行支援装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
前記走行状態として前記車両の横加速度とヨーレートとがそれぞれ所定値以下になると、前記走行制御部(S426、S428、S436、S438、S452、S454)は前記逸脱回避制御を終了する、
走行支援装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
ドライバがハンドルを把持していない場合、前記走行制御部(S436、S438、S452、S454、S494、S496)は、前記逸脱回避制御として前記制動制御を実行している場合、前記車両が停車するまで前記逸脱回避制御を継続し、前記車両が停車すると前記逸脱回避制御を終了する、
走行支援装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の走行支援装置において、
ドライバが覚醒しておらず運転できない状態の場合、前記走行制御部(S436、S438、S452、S454、S494、S496)は、前記逸脱回避制御として前記制動制御を実行している場合、前記車両が停車するまで前記逸脱回避制御を継続し、前記車両が停車すると前記逸脱回避制御を終了する、
走行支援装置。
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