JP7523540B2

JP7523540B2 - 車両の自動操舵制御装置

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Publication number: JP7523540B2
Application number: JP2022529981A
Authority: JP
Inventors: 迪博尾形; 健太富永; 雅也遠藤; 寛征小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-06-12
Filing date: 2020-06-12
Publication date: 2024-07-26
Anticipated expiration: 2040-06-12
Also published as: US20230202558A1; WO2021250877A1; JPWO2021250877A1; CN115916629A; DE112020007315T5

Description

本願は、車両の自動操舵制御装置および自動操舵制御システムに関するものである。

車両のハンドル操舵を自動で行う自動操舵制御装置において、ドライバーの操舵に基づいて自動操舵制御を解除する技術が提案されている。例えば下記の特許文献１では、自動操舵モードのとき、ステアリングホイールの操舵トルクが所定の値以上になったとき、自動操舵モードを解除し、パワーステアリングモードに切り替える技術が開示されている。

また、特許文献２では車両の走行位置が目標経路に対して外側に増大した場合に、ドライバーの操舵に対して作用する操舵反力を増大させることで運転者に逸脱の注意を促す技術が提案されている。
特開平4-55168号公報特開2019-182303号公報

特許文献１の技術では、車両の目標経路に対する横偏差が増加している際においても、ドライバー操舵によりステアリングホイールにかかる操舵トルクが大きくなると、横偏差が小さい時と同じように自動操舵が解除または制限されてしまう。そのため、走行中の車両の横偏差が増加している際にドライバーが意図せずステアリングホイールを操舵してしまった場合に、すぐに自動操舵が解除または制限されることで、ドライバーが不安に感じたり、違和感を感じたりする恐れがある。
また特許文献２の技術では、ドライバーのステアリング操作によって目標経路に対する横偏差が増大した場合に操舵反力を与えることでドライバーに注意を促しているが、操舵反力は自動操舵の目標経路算出に用いる基準点を変更し、制御量を増加させることで与えるため、ドライバーが意図して横偏差を増大させるための大きな操舵力を与えても適切に自動操舵、運転支援などが解除されず、障害物の回避時、目標経路を誤って生成した場合等にドライバーが煩わしさを感じ、また、ドライバーの意図とは異なる方向への自動操舵、操舵支援、などが継続されることとなる。

本願は、上記のような実情に鑑みてなされた技術を開示するものであり、ドライバーの操舵意思に対応して、適切に自動操舵の制御または操舵支援の制御が行われるようにすることを目的とするものである。

本願に開示される車両の自動操舵制御装置は、走行路上に自動走行される自車両に走行路上の道路情報に応じて前記自車両の進行方向を変化させる自動操舵制御を、自動操舵制御量を算出する自動操舵制御量演算部の演算結果に基づいて行う車両の自動操舵制御装置であって、
操舵力検出部によって検出されたドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力、横偏差演算部により検出された前記自車両の前記走行路上の走行方向と垂直な方向の横偏差、及び横加速度検出部によって検出された前記自車両の横加速度に基づいて、前記操舵力の大きさが増加するに従ってドライバーによるステアリングホイールの操作の前記操舵力に作用する前記自動操舵制御量が減少するように前記自動操舵制御量が制御されつつ、前記横偏差の大小に対応して前記横偏差が小さい場合より前記横偏差が大きい場合の方が、前記自動操舵制御量が大きくなるように前記自動操舵制御量が制御されると共に、前記横加速度の大小に対応して前記横加速度が小さい場合より前記横加速度が大きい場合の方が、前記自動操舵制御量が大きくなるように前記自動操舵制御量が制御されるものである。

本願によれば、自動操舵制御装置または自動操舵制御システムにおいて、操舵力検出部によって検出されたドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力、および横偏差演算部により検出された前記自車両の前記走行路上の走行方向と垂直な方向の横偏差に基づいて、前記横偏差の大小に対応して前記横偏差が小さい場合より前記横偏差が大きい場合の方が、ドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力に作用する自動操舵制御量が大きくなるように前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御され、また、操舵力検出部によって検出されたドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力、および横偏差演算部により検出された前記自車両の前記走行路上の走行方向と垂直な方向の横偏差に基づいて、前記横偏差の大小に対応して前記横偏差が大きい場合より前記横偏差が小さい場合の方が、ドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力に作用する自動操舵制御量が小さくなるように前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御されるので、ドライバーの操舵意思に対応して、適切に自動操舵の制御または操舵支援の制御が行われる。

また、本願によれば、自動操舵制御装置または自動操舵制御システムにおいて、操舵力検出部によって検出されたドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力、および横加速度検出部によって検出された前記自車両の横加速度に基づいて、前記横加速度の大小に対応して前記横加速度が小さい場合より前記横加速度が大きい場合の方が、ドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力に作用する自動操舵制御量が大きくなるように前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御され、また、操舵力検出部によって検出されたドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力、および横加速度検出部によって検出された前記自車両の横加速度に基づいて、前記横加速度の大小に対応して前記横加速度が大きい場合より前記横加速度が小さい場合の方が、ドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力に作用する自動操舵制御量が小さくなるように前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御されるので、ドライバーの操舵意思に対応して、適切に自動操舵の制御または操舵支援の制御が行われる。

実施の形態１を例示する図で、車両内の自動操舵制御システムを構造上の観点で概略的に例示する構成図である。実施の形態１を例示する図で、自動操舵制御システムにおける自動操舵制御装置を機能ブロック図で例示するブロック図である。実施の形態１を例示する図で、自動操舵制御システムを機能ブロック図で例示するブロック図である。実施の形態１を例示する図で、横偏差ゲインを説明するための図である。実施の形態１を例示する図で、横加速度ゲインを説明するための図である。実施の形態１を例示する図で、操舵力上限ゲインを説明するための図である。実施の形態１を例示する図で、自動操舵制御制限ゲインを説明するための図である。実施の形態１を例示する図で、自動操舵制御システムの動作を例示するフローチャートである。実施の形態１を例示する図で、自動操舵制御システムおよび自動操舵制御装置のシステム構成を概略的に例示するシステム構成図である。実施の形態１を例示する図で、走行路を走行中の車両について自動操舵制御と横偏差との関係を説明するための概念図である。

以下、本願の実施の形態１を、図１から図１０によって説明する。なお、以下の説明では、本願の実施の形態の自動操舵制御装置を搭載した車両を「自車両」という。

実施の形態１．
図１は本願の実施の形態１を例示する図で、自車両に設置された自動操舵制御システム８０を構造上の観点で概略的に例示する構成図である。図１において、自車両の車体９に設けられたステアリングホイール１に連結されたステアリングホイール軸２の回転に応じて、左右の転舵輪３が転舵されることで自車両の向きを変える装置である。モータ４ではステアリングホイール軸２に対してモータトルクを発生させることで転舵輪３の転舵を行うことができる。ステアリングコントローラとも言われる自動操舵制御装置８では、操舵力検出部５で検出されたドライバーによるステアリングホイール１に加えられた操舵力と、自車位置検出部６で検出された自車位置情報と、横加速度検出部で検出された横加速度に基づいて、モータ４においてモータトルクを発生させるために必要な電流を供給する。

実施の形態１に例示の自動操舵制御システム８０および当該システム８０における自動操舵制御装置８では、操舵力検出部５の出力操舵力と、自車位置検出部６の出力である自車位置と、横加速度検出部７の出力である横加速度とから、ステアリングコントローラ８においてモータ等のステアリングアクチュエータ４へ供給される電流を算出する機能は、マイコン等で構成される自動操舵制御装置８に搭載されたソフトウェアで実行されるものとする。
なお、本願の操舵制御システムは、システム側による車両の自動運転による不具合をドライバー等の人がカバーする通称「全自動操舵制御システムあるいは全自動操舵制御装置」、およびドライバーによる運転に対してシステム側でアシストする通称「操舵支援制御システムあるいは操舵支援制御装置」の何れにも適用されるものである。

通称「全自動操舵制御システムあるいは全自動操舵制御装置」あるいは通称「操舵支援制御システムあるいは操舵支援制御装置」においては、図１０に例示のように、走行路左側区画線１０ＬＬおよび走行路右側区画線１０ＲＬの走行路１０に路上障害物１０ＲＯが存在する場合、例えば、走行経路１０ＴＬに沿った各地点Ｐ1，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５における横偏差がＬＤ－Ｐ１，ＬＤ－Ｐ２，ＬＤ－Ｐ３，ＬＤ－Ｐ４，ＬＤ－Ｐ５となるように、つまり、図１０に太線矢印で例示する軌跡となるように、自車両９Oの自動操舵制御が行われる。地点Ｐ1，Ｐ２，Ｐ３は走行路１０の直線領域に在り、地点Ｐ４，Ｐ５は走行路カーブ領域１０ＲＣに在る。

自動操舵制御システム８０の自動操舵制御装置８は、図９に例示のように、演算処理装置81と、リードオンリーメモリであるROMおよびランダムアクセスメモリであるRAMを有する記憶装置82と、インターフェース83と、で構成されている。演算処理装置81と記憶装置82とインターフェース83とは内部バス84を介して接続されている。
例えば、インターフェース83に入力されそれぞれRAMに保存された自車位置検出部６の出力信号つまり目標経路に対する自車の位置信号、操舵力検出部５の出力信号つまりドライバーによるステアリングホイールを操作する力である操舵力信号、および横加速度検出部７の出力信号つまり自車が走行路カーブを走行する際に自車両に横方向（自車両の進行方向に対して垂直の方向）に作用する加速度の信号、等を、ROMに格納されたプログラムにより、演算処理装置81で本願の操舵制御システムおよび当該システムにおける自動操舵制御装置に必要な演算処理を実行し、当該演算の結果をRAMに一時保存する等のソフトウェアを実行して、本願の操舵制御システムおよび当該システムにおける自動操舵制御装置に必要な所定の制御動作が以下のように行われる。

先ず、ステアリングコントローラ、またはステアリング制御ユニットとも呼称される車両の自動操舵制御装置８の要部とその動作の概略について図２に基づいて説明する。
自動操舵制御装置８には、目標経路演算部２０１と、目標経路演算部２０１の結果をもとに横偏差を算出する横偏差演算部２０２と、目標経路への自車両の追従に必要な自動操舵制御量を算出する自動操舵制御量演算部２０３とを有しているが、これらの演算は車両の車線維持制御等で用いられている周知の技術を用いてもよく、目標経路に対する自車両の横偏差の算出方法、および自動操舵制御量の算出方法は、周知の算出方法を採用してもよい。

ここでは、算出された自動操舵制御量をドライバー操舵に応じた制限を行う自動操舵制御制限ゲインKtrqの算出方法について説明する。
自車位置検出部６から出力された自車位置をもとに算出された横偏差yをもとに、横偏差ゲインマップ２０４において横偏差ゲインGyが算出される。また、横加速度検出部７で出力された横加速度lgをもとに、横加速度ゲインマップ２０５において横加速度ゲインGlgが算出される。算出された横偏差ゲインGyと横加速度ゲインGlgの積をとったものを制限抑制ゲインGdecとして出力する。

操舵力上限ゲインマップ２０６では、操舵力検出部５において検出された操舵力をもとに操舵力上限ゲインGmaxtとして出力する。最大値選択部２０７では、制限抑制ゲインGdecと、操舵力上限ゲインGmaxtを比較し、値が大きい方を制限率補正ゲインGrevとする。

操舵力検出部５で検出された操舵力Trqと、最大値選択部２０７において算出された制限率補正ゲインGrevの積をとった結果である補正後操舵トルクTrevをもとに自動操舵制御制限ゲインマップ２０８において自動操舵制御制限ゲインKtrqを算出する。算出された自動操舵制御制限ゲインKtrqと自動操舵制御量演算部２０３において算出された自動操舵制御量の積をとることでモータ等のアクチュエータ４に対する制御出力が決定され、アクチュエータ４がモータの場合は、モータの駆動電流が決定される。

各ゲインマップの詳細な処理の流れについては、図３の機能ブロック図に基づいて以下で説明する。

図３は、実施の形態１に関わる自動操舵制御システム８０の構成を示す機能ブロック図である。図３のように、当該自動操舵制御装置は、自動操舵制御量演算部２０３と、操舵力検出部５と、横偏差演算部２０２と、横加速度検出部７と、制限抑制ゲイン演算部３０１と、制限率補正ゲイン演算部３０２と、自動操舵制御制限ゲイン演算部３０３と、自動操舵制御制限部３０４と、自動操舵制御部３０５とを備えている。

自動操舵制御量演算部２０３（図２および図３を参照）は、自車両が目標経路に追従するように車両進行方向を変化させるために必要なアクチュエータ４への制御量を演算する。目標経路は車両に取り付けられたカメラ、ライダ（LIDAR（Light Detector and Raging））等から得られる車線情報、前方を走行する先行車の軌跡、地図情報と自車位置情報、などから算出され、目標経路に追従するために必要な舵角制御量が自動操舵制御量演算部２０３で演算される。舵角制御量は目標経路に追従するために必要な目標舵角と、実際の実舵角の偏差に応じて自動操舵制御量演算部２０３で演算される。また、目標経路に追従するために必要な目標操舵トルクと、実際の検出操舵トルクの偏差に応じて制御量を演算してもよい。

操舵力検出部５は、ドライバーによってステアリングホイールに与えられた操舵力を、トルクセンサ等によって検出された操舵トルクとして出力する。

横偏差演算部２０２は、自車両の目標経路に対する自車の横偏差を検出する。横偏差は自車の現在の走行位置での横偏差でもよく、自車両の前方注視先での横偏差を用いてもよい。

横加速度検出部７は、自車両に発生する横加速度をセンサを用いて検出した値か、目標経路曲率と車速の２乗の積から換算した曲率換算横加速度を横加速度として出力する。

制限抑制ゲイン演算部３０１は、横偏差演算部２０２で検出された自車両の横偏差yと、横加速度検出部で検出された自車両に発生する横加速度lgを基に制限抑制ゲインGdecを演算する。

例えば、図４のように横偏差が小さい時には１に近いをとり、横偏差が増大するに従い０に近づくようにゲインを設定した横偏差ゲインGyと、図５のように横加速度が小さい時には１に近い値をとり、横加速度が増大するに従い0に近づくように設定した横加速度ゲインGlgを、下記の（式１）のように積をとった制限抑制ゲインGdecを算出する。
Gdec = Gy × Glg・・・（式１）
横偏差ゲインGyは、横偏差yaとなったときにゲイン１から減少をはじめ、横偏差yb以上では下限ゲインGyminで保持される。これにより横偏差ya以下の目標経路付近では制限抑制ゲインGdecは低下せずドライバーの操舵意思がより優先されるが、自車の横偏差が増加するに従い制限抑制ゲインGdecが低下し、ドライバーの操舵に対する自動操舵制御、操舵支援制御等の解除または制限量が小さくなる。横偏差増加による制御制限率の最大抑制量はGyminによって決定される。

同じように横加速度ゲインGlgは、横加速度がlgaとなったときにゲイン１から減少をはじめ、横加速度がlgb以上ではゲインGlgminで保持される。これにより横加速度がlga以下の直線路では上記横偏差ゲインGyに応じて制限抑制ゲインGdecが算出されるが、カーブを走行し横加速度が増加lga以上となった場合は、横加速度の大きさが大きくなるにつれて制限抑制ゲインGdecがさらに低下するように算出される。横加速度増加による制御制限率の最大抑制量は下限ゲインGlgminによって決定される。

制限率補正ゲイン演算部３０２は、制限抑制ゲイン演算部３０１で算出された制限抑制ゲインGdecと、前記操舵力検出部５で検出されたドライバーによる操舵トルクが小さい場合には０に近い値をとり、操舵トルクがある一定値以上となった際に、１に近い値をとる操舵力上限ゲインGmaxtとを比較し、値が大きい方を制限率補正ゲインGrevとして自動操舵制御制限ゲイン演算部３０３へ出力する。
Grev = max (Gdec, Gmaxt) ・・・（式２）
例えば、横偏差が増大し、制限抑制ゲインGdecが０に近い値をとっているときに、図６のように操舵トルクが制限抑制上限操舵力Tmaxとして設定された値を超えた際に１に近い値となる操舵力上限ゲインGmaxtを設定することで、制限抑制ゲインGdecが０に近い値をとっている場合でも、操舵トルクが制限抑制上限操舵力を超えた場合には制限率補正ゲインは１に近い値をとる。制限抑制上限操舵力の大きさは、ドライバーが自動操舵に対して無理なく打ち勝てる大きさ程度に設定される。

自動操舵制御制限ゲイン演算部３０３は、操舵力検出部５から出力された操舵トルクTrqと、制限率補正ゲイン演算部３０２から出力された制限率補正ゲインGrevの積である補正後操舵トルクTrevをもとに自動操舵制御制限ゲインKtrqを演算し、自動操舵制御制限部３０４へと出力する。
Trev = Trq × Grev ・・・（式３）
例えば、図７をもとに説明すると、図１０の事例において、自車両９Oが直線路で道路中央付近（地点Ｐ1）にいる場合など、横偏差（ＬＤ－Ｐ１）と横加速度が小さい場合には、制限抑制ゲインGdecが１に近い値をとるため、操舵トルクと制限率補正ゲインの積である補正後操舵トルクTrevは、ドライバーによる操舵トルクTrqに近い値をとり、図７のαで示すような操舵トルクの増加に応じて減少するような自動操舵制御制限ゲインKtrqが出力される。一方で、直線路でドライバー操舵によって車両位置が逸脱方向に増加（横偏差が増加）している際（図１０における地点Ｐ1（横偏差ＬＤ－Ｐ１）、地点Ｐ２（横偏差ＬＤ－Ｐ２）、地点Ｐ３（横偏差ＬＤ－Ｐ３））、あるいは走行路１０のカーブ（図１０における地点Ｐ４（横偏差ＬＤ－Ｐ４）、Ｐ５（横偏差ＬＤ－Ｐ５））などで横加速度が増加している際、には、制限抑制ゲインGdecは０に近い値をとることで、操舵トルクと制限率補正ゲインの積は操舵トルクよりも小さい値となり、図７のβで示すように操舵トルクの増加に対して自動操舵制御制限ゲインの減少が小さくなる。さらに、カーブで車両位置が逸脱方向に増加しているときなど、横偏差も横加速度も増加している場合には、制限率補正ゲインの値はさらに０に近い値をとり、補正後操舵トルクの値も操舵トルクよりもさらに小さい値となるため、自動操舵制御制限ゲインの減少が抑制されるが、その際の操舵トルクが制限抑制上限操舵力に到達した場合には操舵力上限ゲインが増加し制限の抑制が中止されるため補正後操舵トルクが操舵トルクに近い値となり、結果として図７のγのように自動操舵制御制限ゲインは０に近づく。

自動操舵制御制限部３０４は、自動操舵制御量演算部２０３で算出された自動操舵制御量を自動操舵制御制限ゲイン演算部３０３において算出された自動操舵制限ゲインに基づいて制限する。例えば、直線路で車両の目標経路に対する横偏差が小さい時にドライバー操舵による操舵トルクが大きくなった際には、横偏差ゲインおよび横加速度ゲインは１に近い値となるため、制限抑制ゲインも１に近い値をとる。そのため、ドライバーによるステアリングホイールの操舵トルクに対する自動操舵制御の制限率が大きくなる。一方で、自車両の横偏差が大きい場合、自車両に発生している横加速度が大きい場合、等で、ドライバーによる操舵力が制限抑制上限ゲインを超えない場合には、ドライバーによる操舵トルクに対する自動操舵制御の制限率は小さく補正される。

自動操舵制御部３０５は、自動操舵制御制限部３０４で算出された制限後自動操舵制御量をもとに自車両を目標経路に追従させるための制御を行う。先ほど述べたように自車両の横偏差が増加している場合、自車両に発生している横加速度が大きい場合、等には、ドライバーによる操舵トルクに対する自動操舵制御の制限率が小さくなるため、自動操舵制御は解除または制限されにくくなる。

このように、横偏差演算部２０２で検出された自車両の目標経路に対する横偏差と、横加速度検出部７で検出された自車両に発生する横加速度をもとに、自動操舵制御制限ゲイン演算部３０３においてドライバー操舵力に対応する自動操作制御量の制限率を横偏差、横加速度、等に応じて抑制する自動操舵制御制限ゲインを算出することができる。その結果、自動操舵制御制限部３０４により、ドライバーの操舵力に応じた自動操舵の解除または制限を行いつつ、横偏差、横加速度、等が増加した場合には自動操舵の解除または制限量を減少することで、ドライバーが意図しない自動操舵の解除または制限によって感じる不安の軽減と、路上障害物１０ＲＯの回避、目標経路の誤り、等の際にドライバー操舵によって制御が解除または制限されないことによって感じる煩わしさの軽減を両立することが可能となる。

以下、図８のフローチャートに基づいて、実施の形態１に係る自動操舵制御装置の動作を説明する。図８のフローチャートは１周期の処理を示しており、車両走行支援装置は必要に応じてこの処理を繰り返し実行する。

自動操舵制御装置が動作を開始すると、ステップＳＴ０１では横偏差演算部２０２と横加速度検出部７とによって横偏差と横加速度とを検出し、制限抑制ゲイン演算部３０１へと出力する。また、自動操舵制御量演算部２０３によって自動操舵制御量を算出し、操舵力検出部５によって操舵力を検出する。

ステップＳＴ０２では、ステップＳＴ０１で検出された横偏差と横加速度とをもとに、横偏差に応じて変化する横偏差ゲインと、横加速度に応じて変化する横加速度ゲインとの積である制限抑制ゲインを算出する。

ステップＳＴ０３では、制限抑制ゲインと、操舵力検出部５で検出された操舵力がある一定値以上となった際に０から１に近い値に変化する操舵力上限ゲインと用いて、制限率補正ゲイン演算部３０２において制限率補正ゲインを算出する。

ステップＳＴ０４では、操舵力検出部５によって検出された操舵力と制限率補正ゲイン演算部３０２によって出力された制限率補正ゲインとから自動操舵制御制限ゲインを演算する。

ステップＳＴ０５では、自動操舵制御量演算部２０３において出力された自動操舵制御量と、自動操舵制御制限ゲイン演算部３０３において出力された自動操舵制御制限ゲインとの積をとることで、操舵トルクに応じて自動操舵制御量を減少させた制限後自動操舵制御量を算出する。

ステップＳＴ０６では、自動操舵制御制限部３０４において出力された制限後自動操舵制御量をもとに自動操舵制御を行う。

以上、本願の実施の形態を説明したが、自動操舵中のドライバーの操舵に対する制御の解除、抑制、等を適切に行うものであり、電動パワーステアリングでの操舵アシストだけでなく、ステアバイワイヤ、可変ギア比、等の操舵機構を有した車両でも適用可能である。
また、横偏差ゲイン、横加速度ゲイン、および操舵力上限ゲインは、本実施の形態ではいずれも線形的に増減する図となっているが、増減の仕方は線形的でなくてもよい。また、各ゲインには入力が一定以上となってから変化するように不感帯を設けているが、不感帯を設けず入力の値の変化に対応して増減してもよい。
また、制限抑制ゲインは横偏差ゲインと横加速度ゲインの積で算出したが、横偏差ゲインと横加速度ゲインの最小値を制限抑制ゲインとしてもよい。
また、操舵力上限ゲインの上限値を１としているが、制限抑制上限操舵力を超えた場合に１以上の値に設定することで、より制限率を大きくしドライバー操舵を優先するようにしてもよい。

なお、前述の説明および前述の各図からも明白なように、本実施の形態１には、以下のような技術的特徴１からがある。
特徴点１：横偏差増加をもとに制御減少を抑制するように、目標経路に自車両を自動で追従させるための自動操舵制御量を算出する自動操舵制御量演算部と、ドライバーのステアリングホイールへの操舵力を検出する操舵力検出部と、自車両の目標経路に対する横偏差を求める横偏差検出部と、前記操舵力が大きくなるほど前記自動操舵制御量を小さくする自動操舵制御制限ゲインを演算する自動操舵制御制限ゲイン演算部と、前記自動操舵制御制限ゲインに基づいて前記自動操舵制御量を制限した制限後自動操舵制御量とする自動操舵制御制限部と、前記制限後自動操舵制御量に基づいて自車両の自動操舵制御を行う自動操舵制御部を備え、前記横偏差が大きくなるほど前記自動操舵制御制限ゲインによる自動操舵制御量の制限率が小さくなるように補正する自動操舵制御装置あるいは自動操舵制御システムであり、横偏差増加時に自動操舵制御が解除または制限されにくくなる。

特徴点２：カーブで横加速度が大きいときにはさらに制御減少を抑制するように、特徴事項１の自動操舵制御装置あるいは自動操舵制御システムにおいて、車両に発生する横加速度を検出する横加速度検出部を備え、前記自動操舵制御制限ゲインによる自動操舵制御量の制限率が、前記横偏差が大きくなるほど小さくなるように補正され、前記横加速度が大きくなるほど前記自動操舵制御制限ゲインによる自動操舵制御量の制限率をさらに小さくするように補正するものであり、きついカーブほど、自動操舵制御が解除または制限されにくくなる。

特徴点３：制御の制限抑制ゲインを横偏差ゲイン×横加速度ゲインで算出するように、特徴事項１または特徴事項２の自動操舵制御装置あるいは自動操舵制御システムにおいて、前記自動操舵制御制限ゲイン演算部は、制限抑制ゲイン演算部において算出される、前記横偏差が大きいほど前記自動操舵制御制限ゲインによる自動操舵制御量の制限率が小さくなるような横偏差補正ゲインと、前記横加速度が大きいほど前記自動操舵制御制限ゲインによる自動操舵制御量の制限率が小さくなるような横加速度補正ゲインとの積である制限抑制ゲインに基づいて前記自動操舵制御量を制限するものであり、カーブで横偏差が発生した場合にはさらに自動操舵制御が解除または制限されにくくなる。

特徴点４：制御減少量を操舵トルク×制限抑制ゲインで算出するように、特徴事項１から３のいずれかの自動操舵制御装置あるいは自動操舵制御システムにおいて、前記自動操舵制御制限ゲイン演算部は、前記制限抑制ゲインと前記操舵力の積に基づいて前記自動操舵制御制限ゲインを算出するものであり、操舵トルクの増加に応じて変わる制限率を横偏差、横加速度、等で補正することが可能である。

特徴点５：操舵トルクが大きすぎる場合には制御の減少抑制を中止するように、特徴事項１から４のいずれかの自動操舵制御装置あるいは自動操舵制御システムにおいて、前記自動操舵制御制限ゲイン演算部は、前記操舵力がある一定以上となった際に前記制限抑制ゲインによる制限率の低下を中止するように補正した制限率補正ゲインに基づいて前記自動操舵制御制限ゲインを算出するものであり、操舵トルクが大きすぎる場合は、横偏差、横加速度、等が増加している場合でも制限率を大きくし、ドライバーの操舵を優先することが可能である。

特徴点６：本願の実施の形態によれば、ドライバーの意図に応じて適切に自動操舵制御、操舵支援制御、等の解除または制限を行うことができる。

特徴点７：横偏差増大時にすぐに自動操舵制御が解除および抑制されてしまうことによるドライバーの不安軽減と、ドライバーによる操舵が行われているにもかかわらず自動操舵制御が解除または制限されないことによる煩わしさの軽減を両立させる。

なお、各図中、同一符合は同一または相当部分を示す。
なお、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ステアリングホイール、２ステアリングホイール軸、３転舵輪、４ステアリングアクチュエータ、５操舵力検出部、６自車位置検出部、７横加速度検出部、８自動操舵制御装置、８０自動操舵制御システム、９車体、９O 自車両、１０走行路、１０ＴＬ走行経路、１０ＬＬ走行路左側区画線、１０ＲＬ走行路右側区画線、１０ＲＣ走行路カーブ領域、１０ＲＯ路上障害物、Ｐ1，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５地点、ＬＤ－Ｐ１，ＬＤ－Ｐ２，ＬＤ－Ｐ３，ＬＤ－Ｐ４，ＬＤ－Ｐ５横偏差、２０１目標経路演算部、２０２横偏差演算部、２０３自動操舵制御量演算部、２０４横偏差ゲインマップ、２０５横加速度ゲインマップ、２０６操舵力上限ゲインマップ、２０７最大値選択部、２０８自動操舵制御制限ゲインマップ、３０１制限抑制ゲイン演算部、３０２制限率補正ゲイン演算部、３０３自動操舵制御制限ゲイン演算部、３０４自動操舵制御制限部、３０５自動操舵制御部。

Claims

走行路上に自動走行される自車両に走行路上の道路情報に応じて前記自車両の進行方向を変化させる自動操舵制御を、自動操舵制御量を算出する自動操舵制御量演算部の演算結果に基づいて行う車両の自動操舵制御装置であって、
操舵力検出部によって検出されたドライバーによるステアリングホイールの操作の操舵力、横偏差演算部により検出された前記自車両の前記走行路上の走行方向と垂直な方向の横偏差、及び横加速度検出部によって検出された前記自車両の横加速度に基づいて、前記操舵力の大きさが増加するに従ってドライバーによるステアリングホイールの操作の前記操舵力に作用する前記自動操舵制御量が減少するように前記自動操舵制御量が制御されつつ、前記横偏差の大小に対応して前記横偏差が小さい場合より前記横偏差が大きい場合の方が、前記自動操舵制御量が大きくなるように前記自動操舵制御量が制御されると共に、前記横加速度の大小に対応して前記横加速度が小さい場合より前記横加速度が大きい場合の方が、前記自動操舵制御量が大きくなるように前記自動操舵制御量が制御されることを特徴とする車両の自動操舵制御装置。
前記横偏差の大きさに基づいて横偏差ゲインを演算し、前記横加速度の大きさに基づいて横加速度ゲインを演算し、前記横偏差ゲインと前記横加速度ゲインとを乗算して制限抑制ゲインを演算し、前記制限抑制ゲインを前記操舵力に乗算して補正後操舵力を演算し、前記補正後操舵力の大きさに基づいて自動操舵制御制限ゲインを演算し、前記自動操舵制御制限ゲインを前記自動操舵制御量演算部により演算された前記自動操舵制御量に乗算して、前記自動操舵制御量を補正し、補正後の前記自動操舵制御量に基づいて操舵アクチュエータを制御し、
前記横偏差の大きさが増加するに従って、前記横偏差ゲインを１から減少させ、
前記横加速度の大きさが増加するに従って、前記横加速度ゲインを１から減少させ、
前記補正後操舵力が増加するに従って、前記自動操舵制御制限ゲインを１から減少させることを特徴とする請求項１に記載の車両の自動操舵制御装置。
前記操舵力の大きさに基づいて操舵力上限ゲインを演算し、前記制限抑制ゲインと前記操舵力上限ゲインとの値が大きい方を制限率補正ゲインとして演算し、前記制限抑制ゲインの代わりに前記制限率補正ゲインを前記操舵力に乗算して前記補正後操舵力を演算し、
前記操舵力の大きさが、制限抑制上限操舵力を上回るまでは、前記操舵力上限ゲインを０にし、前記操舵力が、前記制限抑制上限操舵力を上回った後は、前記操舵力上限ゲインを１まで増加させる請求項２に記載の車両の自動操舵制御装置。