JP7413572B2 - 車両 - Google Patents
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Description
本願は、2020年12月24日に、日本に出願された特願2020-214794号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
そこで本発明は、車線維持支援システムを備える車両において、不自然な挙動の発生を抑制することを目的とする。
この構成によれば、車線維持支援システムを備える車両において、車線の幅内で複数に分割した仮想レーンを見立て、これらの内の一つの仮想レーン内を当該車両が走行するように制御する。これにより、当該車両が突然の外乱を受けた場合でも、分割された仮想レーン内での移動を許容しつつ、同一車線内の走行を維持することができる。これにより、車両の直進性を保ちつつ、運転者に不自然な挙動を与えることを抑えることができる。
この構成によれば、当該車両が一つの仮想レーンから外れて走行しそうになった場合に、一つの仮想レーンの内側に走行位置を戻すように制御する。これにより、分割された仮想レーン内の走行を維持することができ、車両の直進性を保つことができる。
この構成によれば、複数の仮想レーンのそれぞれの幅が均一となるように設定される。これにより、運転者が各仮想レーンの位置を容易に認識することができる。
この構成によれば、車線に沿った前進方向を基準とするヨー角が例えば増加したときに、このヨー角が小さくなるように制御する。これにより、ヨー角の変化に応じたフィードバックによって車両の直進性を維持することができる。
この構成によれば、走行中の外乱等の影響によりヨー角の変化速度が第一の閾値を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、強い外乱をいなすように制御可能となり、不自然な挙動の発生を抑えることができる。
この構成によれば、ヨー角の変化速度が、第一の閾値よりも大きい第二の閾値を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する二本目の仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、外乱の強さに応じた制御が可能となり、不自然な挙動の発生をより一層抑えることができる。
この構成によれば、複数の仮想レーンの中の最外端の仮想レーンを走行している場合、ヨー角の変化速度が第一の閾値を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
この構成によれば、当該車両を一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンに変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両が走行している場合、以下の制御を行う。すなわち、ヨー角の変化速度が第一の閾値を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
図1は、本実施形態の車両の一例としての自動二輪車1を示す。自動二輪車1は、ハンドル2によって操舵される前輪(操舵輪)3と、パワーユニット20によって駆動される後輪(駆動輪)4と、を備えている。自動二輪車1は、運転者が車体を跨いで乗車する鞍乗り型車両であり、前後輪3,4の接地点を基準に車体を左右方向(ロール方向)に揺動(バンク)可能である。実施形態の車両は、自動二輪車のように車体をバンクさせた方向に旋回する車両に限らない。実施形態の車両は、車体をバンクさせずに操舵輪の操舵によって旋回する車両を含む。
ヘッドパイプ6は、ステアリング系部品10Aを操舵可能に支持する。左右のメインフレーム7は、ヘッドパイプ6から後ろ下がりに延びる。左右のピボットフレーム8は、左右のメインフレーム7の各後端部からそれぞれ下方に延びる。左右のシートフレーム9は、左右のピボットフレーム8の各上部からそれぞれ後ろ上がりに延びる。
左右のメインフレーム7の上部には、燃料タンク18が支持されている。燃料タンク18の後方には、左右のシートフレーム9によってシート19が支持されている。シート19の下方には、シート19に着座した運転者が足を載せる左右一対のステップ25が配置されている。
パワーユニット20は、原動機となるエンジン(内燃機関)13と、エンジン13の後方に連なる変速機21と、を一体に備えている。
前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、ブレーキ操作子であるブレーキレバー及びブレーキペダルが操作されることで、前輪3および後輪4の回転を適宜制動する。また、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、後述するブレーキアクチュエータ102(図4参照)が作動することによっても、前輪3および後輪4の回転を適宜制動する。
表示画面62は、予め定めた画像表示を行うことによって、運転者に予め定めた情報を通知する。インジケータランプ群63は、予め定めた発光表示(点灯または点滅)を行うことによって、運転者に予め定めた情報を通知する。
ステアリング系部品10Aには、運転者によるハンドル2への操作とは別に、ステアリングアシスト装置73により自動で操舵入力がなされる。
ステアリングアシスト装置73は、ステアリングアクチュエータ74、アーム75、連結ロッド76、ステアリング制御部77を備えている。
図4に示すように、運転支援装置70は、制御装置71、各種センサ類81、各種装置類82を備える。制御装置71は、各種センサ類81から取得した検出情報に基づき、各種装置類82の作動を制御する。
制御装置71は、エンジン制御部85、ステアリング制御部77、ブレーキ制御部87、表示制御部88を備える。
操舵角センサ92は、例えば、操舵軸(ステムシャフト34)に設けられたポテンショメータである。操舵角センサ92は、車体に対する操舵軸の回動角度(操舵角度)を検出する。
車速センサ94は、例えばパワーユニット20の出力軸の回転速度を検出する。車速センサ94は、前記回転速度から後輪4の回転速度ひいては自動二輪車1の車速を検知可能とする。
レーダ装置97は、自動二輪車1の周辺にミリ波などの電波を放射する。レーダ装置97は、車両周囲の物体によって反射された電波(反射波)を検出する。レーダ装置97は、少なくとも前記物体における、自動二輪車1に対する前後左右の位置(自動二輪車1に対する距離及び方位)と速度とを検知可能とする。
ブレーキアクチュエータ102は、運転者によるブレーキ操作子への操作とは別に、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bに液圧を供給して、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bを作動させる。ブレーキアクチュエータ102は、ABS(Anti-lock Brake System)の制御ユニットを兼ねていてもよい。ブレーキアクチュエータ102は、通常のブレーキ回路から分岐させたブレーキ配管に接続されていてもよい。
エンジン制御部85は、エンジン13におけるスロットル開度、吸入負圧、燃料噴射量、バルブタイミング、点火時期等に基づいてエンジン13の出力を制御する。また、エンジン13の出力が制御されることで、エンジン13のクランク軸回転数と変速機21の変速比とにより、自動二輪車1の車速が変更される。
表示制御部88は、ステアリングアクチュエータ74及びブレーキアクチュエータ102が作動しているときは、それぞれの制御が同期して行われる。
上記したエンジン制御部85、ステアリング制御部77、ブレーキ制御部87、表示制御部88は、全てマイクロコンピュータを備えるとともに、相互に通信自在に構成される。
以下、操舵介入機能における外乱への対応の一例について説明する。以下の説明において、自動二輪車1が走行する道路は左側通行とするが、右側通行の道路であっても適用可能である。
ステアリング制御部77は、カメラ装置96及びレーダ装置97からの検出情報に基づき、車線110Aの幅(左右区画線111B,111Cの間の距離)W内を、幅方向で複数の仮想レーンに等分割する設定を行う。例えば、左側の区画線111B側から順に、第一仮想レーン111、第二仮想レーン112、第三仮想レーン113、第四仮想レーン114、第五仮想レーン115のように設定する。例えば、各仮想レーン111~115の幅は、自動二輪車1が車体をロール可能な程度に設定される。
例えば、ステアリング制御部77は、第三仮想レーン113を走行する自動二輪車1と右側のレーン境界仮想線123との間の車線幅方向の距離が、予め定めた閾値未満になったことを検出すると、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、この検出情報に基づいて、ステアリングアクチュエータ74を駆動制御する。これにより、ステアリング系部品10Aに比較的強い操舵トルクが付与され、図7(b)中矢印Aで示すように、自動二輪車1の車体を左側に向けさせる。すなわち、自動二輪車1を第三仮想レーン113の内側(幅方向中央側)へ戻すように操舵制御がなされる。
この横位置フィードバックが行われているときにも、運転者Mによって以下の操舵操作(ハンドル入力)がなされると、自動操舵介入機能は停止する。すなわち、運転者Mによって、第三仮想レーン113から第二仮想レーン112又は第四仮想レーン114にレーン変更しようとする操舵操作がなされると、その操舵操作が優先され、自動操舵介入機能は停止する。
図11(a)の「瞬間的な横風」は、比較的弱い瞬間的な横風である。この「瞬間的な横風」を受けた自動二輪車1のヨー角θは、横風が発生してから最大のヨー角θ=a1となるまで徐々に増加する。この間のヨー角θを示す線L1の傾きであるヨー角速度dθ/dtは、前記第一の閾値Th1未満である(dθ/dt<Th1)。
ヨー角θ=a1となった後は、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
ヨー角θ=a2となった後は、ヨー角θはほぼ横ばいとなる。その後、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
ヨー角θ=a3となった後は、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
ヨー角θ=a4となった後は、ヨー角θはほぼ横ばいとなる。その後、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
この構成によれば、車線維持支援システムを備える車両において、車線110Aの幅内で複数に分割した仮想レーン111,112,113,114,115を見立て、これらの内の一つの仮想レーン内を当該車両が走行するように制御する。これにより、当該車両が突然の外乱を受けた場合でも、分割された仮想レーン内での移動を許容しつつ、同一車線内の走行を維持することができる。これにより、車両の直進性を保ちつつ、運転者に不自然な挙動を与えることを抑えることができる。
この構成によれば、当該車両が一つの仮想レーンから外れて走行しそうになった場合に、一つの仮想レーンの内側に走行位置を戻すように制御する。これにより、分割された仮想レーン内の走行を維持することができ、車両の直進性を保つことができる。
この構成によれば、車線110Aに沿った前進方向を基準とするヨー角θが例えば増加したときに、このヨー角θが小さくなるように制御する。これにより、ヨー角θの変化に応じたフィードバックによって車両の直進性を維持することができる。
この構成によれば、走行中の外乱等の影響によりヨー角θの変化速度が第一の閾値Th1を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、強い外乱をいなすように制御可能となり、不自然な挙動の発生を抑えることができる。
この構成によれば、ヨー角θの変化速度が、第一の閾値よりも大きい第二の閾値を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する二本目の仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、外乱の強さに応じた制御が可能となり、不自然な挙動の発生をより一層抑えることができる。
このとき、自動二輪車1が第五仮想レーン115とは反対側(左側)から突風を受けても、自動二輪車1の風下にはレーン変更可能な仮想レーンが無い。このため、ステアリング制御部77は、各種センサ類81による検出情報に基づき、自動二輪車1が第五仮想レーン115を維持して走行するように、自動操舵介入機能を制御する。
この構成によれば、複数の仮想レーンの中の最外端の仮想レーンを走行している場合、ヨー角θの変化速度が第一の閾値を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
このとき、ステアリング制御部77は、各種センサ類81からの検出情報に基づいて、自動二輪車1と後続車両130との間の車間距離が、予め定めた閾値よりも短いか否かを判定する。そして、後続車両130との車間距離が閾値よりも短いと判定したときは、自動二輪車1のレーン変更を行わず、第三仮想レーン113を維持して走行を継続するように、自動操舵介入機能を制御する。後続車両130との車間距離が閾値よりも長いと判定したときは、自動二輪車1が第四仮想レーン114にレーン変更するように、自動操舵介入機能を制御する。
ステアリング制御部77は、各種センサ類81からの検出情報に基づいて、自動二輪車1と後続車両130との間の相対速度を検知し、この相対速度も加味してレーン変更の可否を判断してもよい。
この構成によれば、自動二輪車1を一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンにレーン変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両が走行している場合、以下の制御を行う。すなわち、ヨー角θの変化速度が第一の閾値Th1を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
車両に作用する外乱としては、実施形態の横風、突風などの風に限らず、自車の周囲に位置する他車、水や土砂、草木、落下物、等が考えられる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例である。すなわち、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
71 制御装置
110A 車線
111 第一仮想レーン(仮想レーン)
112 第二仮想レーン(仮想レーン)
113 第三仮想レーン(仮想レーン)
114 第四仮想レーン(仮想レーン)
115 第五仮想レーン(仮想レーン)
130 他の車両
Th1 第一の閾値
Th2 第二の閾値
θ ヨー角
Claims (10)
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- (削除)
- 車線維持支援システムを備える車両(1)であって、
当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)を備え、前記制御装置(71)は、当該車両(1)が走行する車線(110A)の幅内を複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)に分割し、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の一つの仮想レーン内を当該車両(1)が走行するように制御し、
前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記車線(110A)に沿った前進方向を基準とするヨー角(θ)を変化させたときに、前記ヨー角(θ)の変化を小さくするように制御し、
前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度が第一の閾値(Th1)を超えた場合、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角(θ)が変化した側に隣接する仮想レーンまで、当該車両(1)をレーン変更させるように制御する車両。 - 前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度が前記第一の閾値(Th1)よりも大きい第二の閾値(Th2)を超えた場合、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角(θ)が変化した側に隣接する二本目の仮想レーンまで、当該車両(1)をレーン変更させるように制御する請求項5に記載の車両。
- 車線維持支援システムを備える車両(1)であって、
当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)を備え、前記制御装置(71)は、当該車両(1)が走行する車線(110A)の幅内を複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)に分割し、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の一つの仮想レーン内を当該車両(1)が走行するように制御し、
前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記車線(110A)に沿った前進方向を基準とするヨー角(θ)を変化させたときに、前記ヨー角(θ)の変化を小さくするように制御し、
前記制御装置(71)は、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の最外端の仮想レーン(111,115)を当該車両(1)が走行している場合、前記ヨー角(θ)の変化速度によらず、当該車両(1)をレーン変更させないように制御する車両。 - 車線維持支援システムを備える車両(1)であって、
当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)を備え、前記制御装置(71)は、当該車両(1)が走行する車線(110A)の幅内を複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)に分割し、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の一つの仮想レーン内を当該車両(1)が走行するように制御し、
前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記車線(110A)に沿った前進方向を基準とするヨー角(θ)を変化させたときに、前記ヨー角(θ)の変化を小さくするように制御し、
前記制御装置(71)は、当該車両(1)を前記一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンへレーン変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両(130)が走行している場合、前記ヨー角(θ)の変化速度によらず、当該車両(1)をレーン変更させないように制御する車両。 - 前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記一つの仮想レーン内から外れて走行しそうになった場合に、当該車両(1)の走行位置を前記一つの仮想レーンの内側に戻すように制御する請求項5から8の何れか一項に記載の車両。
- 前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)のそれぞれの幅は、均一になるように設定される請求項5から9の何れか一項に記載の車両。
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