WO2020161928A1 - 車両用制御装置および車両用制御方法 - Google Patents

車両用制御装置および車両用制御方法 Download PDF

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WO2020161928A1
WO2020161928A1 PCT/JP2019/012340 JP2019012340W WO2020161928A1 WO 2020161928 A1 WO2020161928 A1 WO 2020161928A1 JP 2019012340 W JP2019012340 W JP 2019012340W WO 2020161928 A1 WO2020161928 A1 WO 2020161928A1
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WO
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steering
travel route
vehicle
driver
target travel
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PCT/JP2019/012340
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佑 竹内
修平 中辻
文章 角谷
和夫 一杉
裕基 吉田
和士 前田
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三菱電機株式会社
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    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
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    • B62D1/286—Systems for interrupting non-mechanical steering due to driver intervention
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    • B62D6/002—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits computing target steering angles for front or rear wheels

Definitions

  • the present application relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
  • a vehicle control device that keeps the vehicle traveling in the lane with the center of the lane as the target travel route.
  • the driver may want to drive the host vehicle to one of the left and right positions (offset position) from the center of the lane depending on the driving conditions of the host vehicle.
  • a steering torque is generated in a direction opposite to the driver's intention, which rather increases the driver's steering burden.
  • the lateral offset amount with respect to the center of the lane is the lateral position deviation from the center of the lane to the center position of the host vehicle. Therefore, if there is an angle error between the original route and the host vehicle, the operation of the host vehicle becomes unstable. In order to avoid the instability of the operation of the host vehicle, the condition for reflecting the offset amount is set, but a driving operation that achieves the condition is required and the convenience of the function is impaired. was there.
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a vehicle control device and a vehicle control method for improving the riding comfort of a vehicle.
  • a vehicle control device disclosed in the present application includes a road information input unit that detects a relative position between a host vehicle and a road, and a target travel route that calculates a target travel route for causing the host vehicle to travel along the road.
  • the driver intervention detection unit that detects the steering intervention of the driver in the steering of the own vehicle, and the driver intervention detection unit
  • a correction target travel route calculation unit that calculates an offset amount with respect to the target travel route based on the state of the own vehicle and a correction target travel route that reflects the offset amount
  • a target steering angle calculation unit for calculating a target steering angle for driving the vehicle The corrected target travel route calculation unit may calculate the offset amount based on a lateral position deviation from the target travel route at a front gazing point of the host vehicle in a driver steering state.
  • the offset amount is maintained even when the angular deviation remains. Can be calculated, and a smoother state transition becomes possible.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control device according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart showing a vehicle control method according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart showing details of the vehicle control method according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart showing details of the vehicle control method according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation when the vehicle control device according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 7 is a diagram showing another example of the operation when the vehicle control device according to the first embodiment is applied. It is a figure which shows operation
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a process of a target steering angle calculation unit of the vehicle control device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing details of an operation of a driver intervention detection unit of the vehicle control device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing another example of the operation when the vehicle control device according to the first embodiment is applied.
  • 7 is a flowchart showing details of a vehicle control method according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation when the vehicle control device according to the second embodiment is applied.
  • 9 is a flowchart showing details of a vehicle control method according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing an operation when the vehicle control device according to the third embodiment is applied. It is a figure which shows another example in operation
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the vehicle control device according to the first embodiment.
  • the vehicle control device 110 includes a vehicle position/azimuth detection unit 10, a road map data 20, a vehicle sensor 30, a target travel route calculation unit 40, a driver intervention detection unit 50, and an offset amount which is a corrected target travel route calculation unit.
  • the calculation unit 60, the target steering angle calculation unit 70, and the steering unit 80 are provided.
  • the vehicle position/azimuth detecting unit 10 and the road map data 20 constitute a road information input unit 90.
  • the road information input unit 90 detects the relative position between the own vehicle and the road.
  • the target travel route calculation unit 40, the driver intervention detection unit 50, the offset amount calculation unit 60, the target steering angle calculation unit 70, and the steering unit 80 constitute an arithmetic control unit 100.
  • the vehicle position/azimuth detecting unit 10 detects the coordinate position and direction of the own vehicle using the positioning information from the artificial satellite.
  • the road map data 20 includes at least the target point sequence in the center of the driving lane.
  • the vehicle sensor 30 includes a steering torque sensor, a vehicle speed sensor, and a yaw rate sensor.
  • the target travel route calculation unit 40 calculates the target travel route Path_map(t) of the own vehicle from the information of the vehicle position/azimuth detection unit 10 and the road map data 20.
  • the target travel route calculation unit 40 calculates, for example, an approximate curve from a series of target points on a map on the own vehicle reference coordinate system, and calculates the lateral position deviation, the angular deviation, the curvature of the route, and the change amount of the curvature with respect to the approximate curve.
  • the coefficient is output as the calculation result.
  • the driver intervention detection unit 50 determines whether the driver's preference requires an automatic driving state or a driver steering state. For example, when the value of the steering torque sensor installed in the vehicle is used, the driver intervention detection unit 50 can maintain the automatic driving state because the driver can hold the steering wheel and detect the torque applied to the steering wheel. It becomes possible to determine whether or not to do so. Further, when a lateral position deviation yld(t) with respect to the target travel route Path_map(t) at the forward gazing point of the own vehicle calculated by an offset amount calculation unit 60 described later is used, the movement of the driver out of the lane is performed. It can be determined by the lateral position deviation yld(t).
  • the offset amount calculation unit 60 calculates and calculates an offset amount for the target travel route Path_map(t) during the driver's steering intervention from the information of the target travel route calculation unit 40, the driver intervention detection unit 50, and the vehicle sensor 30. Information on the corrected target travel route Path_collect(t) in consideration of the offset amount is output. Further, the offset amount calculation unit 60 outputs a lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) in the forward gaze of the own vehicle to the driver intervention detection unit 50.
  • the target steering angle calculation unit 70 calculates a target steering angle Target_steer_angle(t) for the host vehicle to follow the travel route from the information of the offset amount calculation unit 60 and the vehicle sensor 30.
  • the steering unit 80 also controls steering based on the information of the target steering angle calculation unit 70 and the driver intervention detection unit 50.
  • the vehicle control device 110 is configured as described above, and when the driver intervention detection unit 50 detects the driver's steering intervention, the steering assist control for assisting the driver's steering is executed.
  • the driver operation amount decreases and the driver intervention detection unit 50 determines that the vehicle is not in the intervention state
  • the automatic operation state is entered, and the target steering angle Target_steer_angle(t) output by the target steering angle calculation unit 70 is changed to the actual steering angle.
  • the rudder angle follow-up control that follows is executed.
  • the target travel route calculation unit 40 determines a target travel route Path_map(t) that passes through the target point sequence of the lane in which the vehicle is currently traveling (basically located in the center of each lane). , Is calculated as an approximate expression on the own vehicle reference coordinate system (step S10).
  • the offset amount calculation unit 60 calculates the corrected target travel route Path_collect(t) including the information at the time of steering intervention of the driver (step S20).
  • the target steering angle calculation unit 70 calculates a target steering angle Target_steer_angle(t) such that the host vehicle follows the corrected target travel route Path_collect(t) (step S30). Then, the steering is controlled by the steering section 80 (step S40).
  • FIG. 3 shows the detailed operation of step S20 of FIG. 2, which is executed every step while the vehicle is traveling.
  • the driver intervention detection unit 50 determines whether or not there is driver steering intervention (step S21).
  • the lateral position deviation yld(t) is calculated with respect to the target gazing point in front of the vehicle and the target travel route Path_map(t) that passes through the map point sequence (step S22). ..
  • the offset amount yl0_offset(t) for calculating the corrected target travel route Path_collect(t) is set as the lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) at the gazing point in front of the own vehicle, thereby offsetting.
  • the quantity yl0_offset(t) is updated (step S23).
  • step S21 the state where the automatic driving by the system is continued
  • step S24 the corrected target travel route Path_collect(t) is calculated from the offset amount calculated in step S23 or step S24 and the map point sequence passage route calculated by the target travel route calculation unit 40 (step S25), and the target steering is performed.
  • the target steering angle Target_steer_angle(t) is calculated by the angle calculator 70 (step S30 in FIG. 2).
  • FIG. 4 shows the detailed operation of step S40 in FIG. 2, which is executed every step while the vehicle is traveling.
  • the driver intervention detection unit 50 determines whether or not there is a driver's steering intervention (step S41).
  • steering assist control for adding an assist torque to the driver's steering torque is performed, as in the conventional electric power steering (EPS) operation (step S42). ..
  • EPS electric power steering
  • a target steering angle Target_steer_angle(t) for following the target travel route Path_map(t) is input from the target steering angle calculation unit 70 to set the actual steering angle as a target.
  • Steering angle follow-up control is performed to follow the steering angle Target_steer_angle(t) (step S43).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the processing of the offset amount calculation unit 60 with the passage of time, where the horizontal axis is time t, and the vehicle travel locus, the driver's steering intervention detection, the steering torque, the steering angle, and the mutual shift of the offset amount. Is shown.
  • the steering angle follow-up control is performed so that the vehicle 120 follows the map point sequence P(n).
  • the target travel route Path_map(t) for passing through the map point sequence P(n) is input from the target travel route calculation unit 40 to the offset amount calculation unit 60, but the driver intervention detection unit 50 detects the driver's steering intervention. Since it is not set, the offset amount yl0_offset(t) is held (constant at 0 [m] in FIG. 5).
  • the driver intervention detection unit 50 detects the driver's steering intervention. After that, when t1 ⁇ time t ⁇ t2, the steering intervention of the driver is continued.
  • the lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) at the vehicle front gazing point Ld(t) is calculated by the following expression 1, and by step S42 of FIG. Steering assist control is performed. That is, it is a state where the driver is moving to a desired position according to his intention.
  • a lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) at the vehicle front gazing point Ld(t) is calculated, and the offset amount yl0_offset( It is reflected in t) and set as an offset amount with respect to the original target travel route Path_map(t).
  • yl0(t) is a lateral position deviation between the own vehicle position and the target travel route Path_map(t)
  • el0(t) is an angular deviation with the target travel route Path_map(t) at the front gaze point of the own vehicle. Is shown.
  • the driver intervention detection unit 50 switches from the manual operation state to the automatic operation state again.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of the operation when the vehicle control device 110 is applied, and is a diagram corresponding to FIG. 5.
  • the time for the manual operation by the driver is short, and the operation is switched to the automatic operation with the angle deviation el0(t2) with respect to the original target travel route Path_map(t).
  • the offset amount in consideration of the angular deviation el0(t) at the forward gazing point can be calculated in Expression 1, the subsequent driving support operation can be smoothly performed.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation when the vehicle control device shown in Patent Document 1 is applied to the same scene as in FIG.
  • the offset amount reflected in the subsequent route following control is only the lateral position deviation yl0(t2) between the own vehicle position and the base target traveling route Path_map(t)
  • t2 ⁇ time t ⁇ At t3 the steering behavior by the steering device or the traveling locus becomes oscillating and the operation becomes unstable.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the processing of the target steering angle calculation unit 70.
  • the target travel route calculation unit 40 the target travel route Path_map(t), which is a route for traveling on the map point sequence, is represented by the following equation 2 based on the information of the vehicle position/azimuth detection unit 10 and the road map data 20. Further, the offset amount calculation unit 60 outputs the offset amount yl0_offset(t) when the vehicle moves in the lane due to the steering intervention of the driver.
  • the corrected target travel route that reflects the offset amount yl0_offset(t) in the lateral position deviation yl0(t) and the route curvature radius W_curv_map(t) with respect to the target travel route Path_map(t) is Path_collect(t).
  • t which is expressed by the following equation 3.
  • dC(t) is a path curvature change
  • X is a traveling direction distance.
  • the offset amount yl0_offset(t) is considered as an offset amount not only in the intercept (0th order term) of Expression 2 but also in the 2nd order term.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the detailed operation of the driver intervention detection unit 50.
  • the magnitude of the driver steering torque value str_trq input from the vehicle sensor 30 is larger than the threshold value trq_sat (step S51). If the steering torque value str_trq is less than or equal to the threshold value trq_sat in step S51, the magnitude of the lateral position deviation yld(t) with respect to the base target travel route Path_map(t) at the forward gazing point Ld(t) of the vehicle is a threshold value. It is determined whether it is larger than yld_sat (step S52).
  • step S52 If the result of determination in step S52 is that the lateral position deviation yld(t) is less than or equal to the threshold value yld_sat, it is determined that there is no steering intervention by the driver. If the threshold values are exceeded in step S51 or step S52, it is determined that the driver's steering intervention is detected.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the operation when the vehicle control device 110 is applied, and is a diagram corresponding to FIG. 5 or 6.
  • FIG. 10 shows the operation of retracting the own vehicle 120 to the road shoulder by the intervention of the driver's steering.
  • the host vehicle 120 is in the lane, it does not return to the automatic driving state. Therefore, the operation of retracting to the road shoulder by the driver's operation is not hindered.
  • the vehicle control device 110 includes the sequential offset amount and the correction target from when the driver's steering intervention is detected and the automatic driving is switched to the manual driving until it is switched to the automatic driving again.
  • the travel route Path_collect(t) is calculated and switched to the automatic driving
  • the final value of the offset amount that is sequentially calculated during the manual driving is applied to the subsequent automatic driving, or the offset amount is the target at the front gazing point of the vehicle. Since the lateral position deviation yld(t) from the travel route Path_map(t) is used, the offset amount can be calculated even when the angular deviation el0(t) remains. As a result, not only a smoother state transition is possible, but also the use range or use condition of the function is relaxed, so that the convenience of the automatic driving function can be improved.
  • the vehicle control device 110 cancels the driving support by the driver's steering intervention, the amount of the offset is reflected even if the driver reduces the operation amount before the condition is satisfied. Therefore, it is possible to prevent the generation of the control torque that drives the vehicle in the center of the lane.
  • FIG. 11 is a diagram showing the operation of the offset amount calculation unit 60 of the vehicle control device according to the second embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 3 described in the first embodiment. Note that FIG. 11 shows a detailed operation of a step corresponding to step S20 of FIG. 2 of the first embodiment, which is executed every step while the vehicle is traveling. Further, the other steps, that is, the map point sequence passage calculating step, the target steering angle calculating step, and the steering control step are the same as the steps of FIG. 2 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • the driver intervention detection unit 50 determines whether or not there is driver's steering intervention (step S21a).
  • the driver's steering intervention is detected in step S21a
  • the lateral position deviation yld(t) with respect to the target travel route Path_map(t) that is the basis of the map point sequence at the gazing point in front of the vehicle is calculated (step S22a). ..
  • an offset amount yl0_offset(t) for calculating the corrected target travel route Path_collect(t) is calculated and updated based on the lateral position deviation yld(t).
  • step S21a the state where the automatic driving by the system is continuing
  • step S24a the corrected target travel route Path_collect(t) is calculated from the offset amount calculated in step S23a or step S24a and the map point sequence passage route calculated by the target travel route calculation unit 40 (step S25a), and the target steering angle is calculated.
  • the target steering angle Target_steer_angle(t) is calculated by the calculation unit 70 (step S30 in FIG. 2).
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the processing of the offset amount calculation unit 60 according to the second embodiment with the passage of time, where the horizontal axis is time t, the vehicle running locus, driver's steering intervention detection, steering torque, steering angle, It shows the mutual shift of the offset amount.
  • the steering angle follow-up control is performed so that the vehicle 120 follows the map point sequence P(n).
  • the target travel route Path_map(t) for passing the map point sequence P(n) is input from the target travel route calculation unit 40 to the offset amount calculation unit 60, but the driver intervention detection unit 50 detects the steering intervention of the driver. Since it is not set, the offset amount yl0_offset(t) is held.
  • the driver intervention detection unit 50 detects the driver's steering intervention. After that, when t1 ⁇ time t ⁇ t2, the steering intervention of the driver is continued.
  • a lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) at the vehicle front gazing point Ld(t) is calculated by the following equation 4, and in step S42 in FIG. Steering assist control is performed. That is, it is a state where the driver is moving to a desired position according to his intention.
  • the offset amount yl0_offset(t) is calculated based on the lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) at the vehicle's forward gazing point Ld(t) shown in the following Expression 4, The offset amount is set to the original target travel route Path_map(t).
  • FIG. 12 shows the operation of calculating the average value of the lateral position deviation yld(t) during the driver's steering intervention as yl0_offset(t).
  • the driver intervention detection unit 50 switches from the manual operation state to the automatic operation state again.
  • the offset amount yl0_offset(t2) which is the final value of the average value of the lateral position deviation yld(t) during the steering intervention, is held and output as the offset amount yl0_offset(t) in step S24a of FIG.
  • the offset amount reflected after the steering intervention is not the lateral position deviation yl0(t) from the own vehicle position, but the forward gazing point of the own vehicle. Since it is calculated based on the lateral position deviation yld(t) in the above, it can be seen that the operation of the driving support after the steering intervention is improved.
  • the target steering angle calculation unit 70 calculates the target steering angle Target_steer_angle(t) as in the first embodiment.
  • the target travel route calculation unit 40 the target travel route Path_map(t), which is a route for traveling on the map point sequence, is represented by the following equation 5 based on the information of the vehicle position/azimuth detection unit 10 and the road map data 20.
  • the offset amount calculating unit 60 outputs the offset amount yl0_offset(t) calculated when the vehicle moves in the lane due to the steering intervention of the driver.
  • the corrected target travel route in which the offset amount yl0_offset(t) is reflected in the lateral position deviation yl0(t) and the route curvature radius W_curv_map(t) with respect to the target travel route Path_map(t) is Path_collect(t).
  • t which is expressed by the following equation 6.
  • dC(t) is a path curvature change
  • X is a traveling direction distance.
  • the vehicle control device 110 uses the lateral position deviation yld(t) from the target travel route Path_map(t) at the gazing point in front of the own vehicle as the offset amount, the angular deviation elo( Even in the state in which t) remains, the offset amount can be calculated, which enables a smoother state transition.
  • the offset amount yl0_offset(t) is calculated as the average value of the lateral position deviation yld(t) with respect to the target traveling route at the forward gazing point during the steering intervention, but the present invention is not limited to this method. Instead of using the final value at the time of switching or the method of calculating the average value within the conditional range, it is possible to calculate the offset amount more in line with the driver's preference.
  • FIG. 13 is a diagram showing the operation of the offset amount calculation unit 60 of the vehicle control device according to the third embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 3 described in the first embodiment. Note that FIG. 13 shows a detailed operation of a step corresponding to step S20 in FIG. 2 of the first embodiment, which is executed every step while the vehicle is traveling. Further, other steps, that is, the map point sequence passage calculating step, the target steering angle calculating step, and the steering control step are the same as the steps of FIG. 2 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.
  • the driver intervention detection unit 50 determines whether or not there is driver's steering intervention (step S21b).
  • the driver's steering intervention is detected in step S21b
  • the lateral position deviation yl0(t) or the angular deviation el0(t) between the vehicle position and the target travel route Path_map(t) that passes through the map point sequence is determined from The offset amount y_offset(t) is calculated (step S22b).
  • the offset amount yl0_offset(t) for calculating the corrected target travel route is set to the offset amount y_offset(t) calculated in step S22b, thereby updating the offset amount yl0_offset(t) (step S23b).
  • step S21b the state where the automatic driving by the system is continued
  • step S24b the previous value is held as the offset amount
  • step S25b the corrected target travel route Path_collect(t) is calculated from the offset amount calculated in step S23b or step S24b and the map point sequence passage route calculated by the target travel route calculation unit 40 (step S25b), and the target steering angle is calculated.
  • the target steering angle Target_steer_angle(t) is calculated by the calculation unit 70 (step S30 in FIG. 2).
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the process of the offset amount calculation unit 60 according to the third embodiment with the passage of time, where the horizontal axis is time t, the vehicle running locus, driver's steering intervention detection, steering torque, steering angle, It shows the mutual shift of the offset amount.
  • the steering angle follow-up control is executed so that the host vehicle 120 follows the map point sequence P(n).
  • the target travel route Path_map(t) for passing the map point sequence P(n) is input from the target travel route calculation unit 40 to the offset amount calculation unit 60, but the driver intervention detection unit 50 detects the steering intervention of the driver. Since it is not set, the offset amount yl0_offset(t) is held.
  • the driver intervention detection unit 50 detects the driver's steering intervention. After that, when t1 ⁇ time t ⁇ t2, the steering intervention of the driver is continued.
  • the offset amount y_offset is calculated from the lateral position deviation yl0(t) or the angular deviation el0(t) between the vehicle position and the target travel route Path_map(t) that passes through the map point sequence. (T) is calculated, and steering assist control is performed in step S42 of FIG. That is, it is a state where the driver is moving to a desired position according to his intention.
  • the lateral position deviation yl0(t) between the original target travel route Path_map(t) and the vehicle position is set as the offset amount yl0_offset(t).
  • the driver intervention detection unit 50 switches from the manual operation state to the automatic operation state again.
  • FIG. 15 is a diagram showing another example of the operation when the conventional vehicle control device as disclosed in Patent Document 1 is applied.
  • the conventional method when t2 ⁇ time t ⁇ t3, a period for determining whether or not to reflect the offset amount is provided, so that the own vehicle 120 follows the original route patn_map(t) during that period. Since the control torque is generated from the control device, the driver needs to generate a torque in a direction against the control torque, which causes discomfort. If the driver stops the steering intervention earlier than the offset reflection determination period, the host vehicle 120 starts to move back to the original target travel route Path_map(t) (interference with the driver).
  • the vehicle control device does not set a time limit for reflecting the offset amount, and reflects the offset amount at the time when the steering intervention is stopped, so that the conventional interference is suppressed. It is possible.
  • the target steering angle calculation unit 70 calculates the target steering angle Target_steer_angle(t) in the same manner as in the first embodiment.
  • the target travel route calculation unit 40 the target travel route Path_map(t), which is a route for traveling on the map point sequence, is represented by the following expression 7 based on the information of the vehicle position/azimuth detection unit 10 and the road map data 20.
  • the offset amount calculating unit 60 outputs the offset amount yl0_offset(t) calculated when the vehicle moves in the lane due to the steering intervention of the driver.
  • the corrected target travel route in which the offset amount yl0_offset(t) is reflected in the lateral position deviation yl0(t) and the route curvature radius W_curv_map(t) with respect to the target travel route Path_map(t) is Path_collect(t).
  • t which is expressed by the following equation 8.
  • dC(t) is a path curvature change
  • X is a traveling direction distance.
  • the vehicle control device includes the sequential offset amount and the corrected target travel route after the steering intervention by the driver is detected and the automatic driving is switched to the manual driving until it is switched to the automatic driving again.
  • the final value of the offset amount that is sequentially calculated during manual operation is applied to subsequent automatic operation, so that the range of use of the function or the usage conditions is relaxed. The convenience of the function can be improved.
  • the present invention is not limited to the method described above, and it is possible to calculate the offset amount that is more in line with the driver's preference by taking into consideration the angular deviation el0(t) of the host vehicle 120. ..
  • the route calculation unit 40, the driver intervention detection unit 50, the offset amount calculation unit 60, the target steering angle calculation unit 70, and the steering unit 80 are composed of a processor 130 and a storage device 131, as shown in FIG. To be done.
  • the storage device 131 includes a volatile storage device such as a random access memory and a non-volatile auxiliary storage device such as a flash memory. Further, an auxiliary storage device such as a hard disk may be provided instead of the flash memory.
  • the processor 130 executes the program input from the storage device 131.
  • the program is input to the processor 130 from the auxiliary storage device via the volatile storage device. Further, the processor 130 may output data such as a calculation result to the volatile storage device of the storage device 131, or may store the data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.

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Abstract

ドライバ操舵状態の時に、自車両の前方注視点における目標走行経路との横位置偏差に基づいてオフセット量を算出することにより、ドライバ操舵状態から再び自動操舵制御へ切り替わり、オフセットした走行経路を走行するまでの一連の車両制御の動作を滑らかにして車両の乗り心地を向上させる。

Description

車両用制御装置および車両用制御方法
　本願は、車両用制御装置および車両用制御方法に関するものである。
　従来から車線の中央を目標走行経路として車線内の自車両の走行を保持する車両用制御装置がある。この従来の車両用制御装置において、ドライバは自車両の走行状況によっては車線中央から左右のいずれかの位置（オフセットさせた位置）に自車両を走行させたい場合がある。しかしながら、走行支援中にドライバが操舵介入を行うと、ドライバの意図と逆方向に操舵トルクが発生してしまい、かえってドライバの操舵の負担を増加させてしまう課題があった。
　そのため、例えば特許文献１に開示された車両用制御装置では、ドライバの操舵介入後に、自車両の状態あるいはドライバの状態の条件を満たした場合に、同一車線内における車線中央からのオフセット量を記憶し、そして、自車両に対して左右方向にシフトさせた経路を走行させて前記課題への対策を講じている。
国際公開第２０１７／０２２４７４号パンフレット
　前記従来の車両用制御装置では、車線中央に対する左右のオフセット量は、車線中央から自車両中心位置までの横位置偏差としている。このため、もとの経路と自車両との角度誤差がある場合、自車両の動作が不安定となる。この自車両の動作の不安定を回避するために、オフセット量を反映させるための条件を設定しているが、前記条件を達成させるような運転動作が必要となり機能の利便性を損ねてしまう課題があった。
　また、ドライバが操舵介入を実施してから、オフセット量が走行支援装置に反映されるまでに前記条件を一定時間達成する必要があり、このため、走行支援のためのトルクが操舵トルクと逆方向に発生する区間が残ってしまう課題があった。
　本願は、前記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、車両の乗り心地を向上させる車両用制御装置および車両用制御方法を提供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用制御装置は、自車両と道路との相対位置を検出する道路情報入力部と、前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出するドライバ介入検出部と、前記ドライバ介入検出部の検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する補正目標走行経路算出部と、前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する目標操舵角算出部と、を備え、
　前記補正目標走行経路算出部は、ドライバ操舵状態の時に、前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差に基づいて前記オフセット量を算出することを特徴とする。
　本願に開示される車両用制御装置によれば、前記構成により、オフセット量に自車両の前方注視点における目標走行経路に対する横位置偏差を用いるため、角度偏差が残った状態であってもオフセット量を算出することができ、より滑らかな状態遷移が可能になる。
実施の形態１に係る車両用制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る車両用制御方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る車両用制御方法の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る車両用制御方法の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る車両制御装置を適用した場合の動作を示す図である。 実施の形態１に係る車両制御装置を適用した場合の動作における別の例を示す図である。 従来の車両用制御装置を適用した場合の動作を示す図である。 実施の形態１に係る車両制御装置の目標操舵角算出部の処理を説明する図である。 実施の形態１に係る車両制御装置のドライバ介入検出部の動作の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る車両制御装置を適用した場合の動作における別の例を示す図である。 実施の形態２に係る車両用制御方法の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る車両制御装置を適用した場合の動作を示す図である。 実施の形態３に係る車両用制御方法の詳細を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る車両制御装置を適用した場合の動作を示す図である。 従来の車両用制御装置を適用した場合の動作における別の例を示す図である。 車両用制御装置を構成する演算制御部のハードウエアの一例図である。
　以下、本願に係る車両用制御装置および車両用制御方法の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る車両用制御装置の構成を示すブロック図である。
　図１において、車両用制御装置１１０は、車両位置方位検出部１０、道路地図データ２０、車両センサ３０、目標走行経路算出部４０、ドライバ介入検出部５０、補正目標走行経路算出部であるオフセット量算出部６０、目標操舵角算出部７０、および操舵部８０を備えている。なお、車両位置方位検出部１０と道路地図データ２０により道路情報入力部９０を構成し、この道路情報入力部９０は自車両と道路との相対位置を検出する。また、目標走行経路算出部４０、ドライバ介入検出部５０、オフセット量算出部６０、目標操舵角算出部７０、および操舵部８０により、演算制御部１００を構成している。
　車両位置方位検出部１０は、人工衛星からの測位用情報を利用して自車両の座標位置と方位を検出する。道路地図データ２０には、少なくとも走行車線中央の目標点列が含まれている。また、車両センサ３０には、操舵トルクセンサ、車速センサ、およびヨーレートセンサが含まれる。目標走行経路算出部４０は、車両位置方位検出部１０、道路地図データ２０の情報から自車両の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）を算出する。目標走行経路算出部４０は、例えば、自車基準座標系上での地図の目標点列から近似曲線を算出し、近似曲線に対する横位置偏差、角度偏差、経路の曲率、曲率の変化量の各係数を算出結果として出力する。
　ドライバ介入検出部５０は、ドライバの嗜好が自動運転状態を要求しているか、またはドライバ操舵状態を要求しているかを判定する。ドライバ介入検出部５０は、例えば、車両に設置された操舵トルクセンサの値を用いた場合、ドライバがハンドルを保舵し、ハンドルに加えたトルクを検出することができるため、自動運転状態を継続したいか否かを判定することが可能となる。また、後述するオフセット量算出部６０により算出される自車両の前方注視点における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を用いた場合、ドライバによる車線外への移動動作を横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）により判定することができる。
　オフセット量算出部６０は、目標走行経路算出部４０、ドライバ介入検出部５０、車両センサ３０の情報から、ドライバの操舵介入時の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対するオフセット量を算出し、算出されたオフセット量を考慮した補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）の情報を出力する。また、オフセット量算出部６０は、自車両の前方注視における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）をドライバ介入検出部５０へ出力する。
　目標操舵角算出部７０は、オフセット量算出部６０、車両センサ３０の情報から自車両が走行経路を追従するための目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）を算出する。また、操舵部８０は、目標操舵角算出部７０、ドライバ介入検出部５０の情報から、ステアリングの制御を行う。
　実施の形態１に係る車両用制御装置１１０は前記のように構成されており、ドライバ介入検出部５０によりドライバの操舵介入が検出された場合には、ドライバの操舵をアシストする操舵アシスト制御が実行され、ドライバ操作量が減少しドライバ介入検出部５０により未介入状態と判断されると自動運転状態に移行し、目標操舵角算出部７０により出力された目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）に実操舵角が追従する舵角追従制御が実施される。
　次に、車両用制御装置１１０の全体動作を図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２のフローチャートに示す動作は、車両走行中に繰り返し実行されるものである。
　まず始めに、目標走行経路算出部４０で自車両が現在走行している車線の目標点列（基本的に各車線の中央に配置される）を通過するような目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）が、自車基準座標系上での近似式として算出される（ステップＳ１０）。
　次に、オフセット量算出部６０でドライバの操舵介入時の情報を含めた補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）が算出される（ステップＳ２０）。
　次に、目標操舵角算出部７０で自車両が補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）を追従するような目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）が算出される（ステップＳ３０）。
　その後、操舵部８０でステアリングが制御される（ステップＳ４０）。
　次に、ドライバの操舵介入の有無によるオフセット量算出部６０の動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、図３は図２のステップＳ２０の詳細動作を示し、車両走行中に毎ステップ実行されるものである。
　まず、ドライバ介入検出部５０でドライバの操舵介入の有無が判定される（ステップＳ２１）。
　ステップＳ２１でドライバの操舵介入が検出された場合、自車両前方注視点と、地図点列を通過する基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対する横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を算出する（ステップＳ２２）。
　その後、補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）を算出するためのオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を自車両前方注視点における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）とすることにより、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）が更新される（ステップＳ２３）。
　また、ステップＳ２１でドライバの操舵介入が検出されない場合（システムによる自動運転が継続している状態）、あるいはドライバによる操舵介入状態が中断される、つまり、ドライバの意思により手動運転状態から自動運転状態への移行が検出された場合には、オフセット量はこれまでの値が保持される（ステップＳ２４）。
　そして、ステップＳ２３もしくはステップＳ２４で算出されるオフセット量と、目標走行経路算出部４０で算出される地図点列通過経路より、補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）が算出され(ステップＳ２５)、目標操舵角算出部７０にて目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）が算出される（図２のステップＳ３０）。
　次に、ドライバの操舵介入の有無による操舵部８０の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４は図２のステップＳ４０の詳細動作を示し、車両走行中に毎ステップ実行されるものである。
　まず、ドライバ介入検出部５０でドライバの操舵介入の有無が判定される（ステップＳ４１）。ステップＳ４１でドライバの操舵介入が検出された場合、従来の電動パワーステアリング(ＥＰＳ)の動作のような、ドライバの操舵トルクに対してアシストトルクを付加する操舵アシスト制御が実施される（ステップＳ４２）。また、ステップＳ４１でドライバの操舵介入が検出されない場合は、目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）を追従するための目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）を目標操舵角算出部７０から入力し、実操舵角を目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）へ追従させる舵角追従制御が実施される（ステップＳ４３）。
　図５は、オフセット量算出部６０の処理を時間の経過と共に説明する図で、横軸を時間ｔとし、車両走行軌跡、ドライバの操舵介入検出、操舵トルク、操舵角、オフセット量の相互の変移を示している。
　図５において、時間ｔ＜ｔ１では、自車両１２０が地図点列Ｐ（ｎ）の上を追従するように舵角追従制御を実施している。目標走行経路算出部４０から地図点列Ｐ（ｎ）を通過するための目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）がオフセット量算出部６０に入力されるが、ドライバ介入検出部５０によってドライバの操舵介入は検出されていないため、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は保持される（図５では０[ｍ]で一定）。
　次に、時間ｔ＝ｔ１の時、ドライバ介入検出部５０によってドライバの操舵介入が検出される。その後、ｔ１＜時間ｔ≦ｔ２では、ドライバの操舵介入が継続される。この時、図３のステップＳ２２では、自車両前方注視点Ｌｄ（ｔ）における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）が次式１で算出され、図４のステップＳ４２により操舵アシスト制御が実施される。即ち、ドライバの意思により移動したい位置に移動している状態である。
　本実施の形態では、次式１に示すように、自車両前方注視点Ｌｄ（ｔ）における基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を算出し、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）に反映させ、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対するオフセット量としている。なお、式１において、ｙｌ０（ｔ）は自車両位置と目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差、ｅｌ０（ｔ）は自車両前方注視点における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との角度偏差を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　次に、時間ｔ＞ｔ２では、ドライバ介入検出部５０によって手動運転状態から自動運転状態に再度切り替えている。ここでは、図３のステップＳ２４により時間ｔ＝ｔ２の時のオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ２）を保持している。
　図６は、車両用制御装置１１０を適用した場合の動作における別の例を示す図で、図５に相当する図である。
　図６ではドライバによる手動運転の時間が短く、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対して角度偏差ｅｌ０（ｔ２）をもった状態で自動運転に切り替えられている。この場合であっても式１では前方注視点における角度偏差ｅｌ０（ｔ）分を考慮したオフセット量を算出することができるため、その後の運転支援の動作を滑らかに行うことができる。
　図７は、特許文献１に示す車両用制御装置を図６と同様の場面に適用させた場合の動作を示す図である。従来の手法ではｔ１＜時間ｔ≦ｔ２の時間が短く、時間ｔ＝ｔ２では基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対して角度偏差ｅｌ０（ｔ２）が残っている。しかしながら、この場合もその後の経路追従制御に反映されるオフセット量は、自車両位置と基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌ０（ｔ２）のみであるため、ｔ２＜時間ｔ≦ｔ３での操舵装置による操舵の挙動、あるいは走行軌跡が振動的になり動作が不安定になる。
　また、図７の状況を回避させるためには特許文献１のように、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対するオフセット量を反映させる際に、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）と自車両１２０との角度偏差ｅｌ０（ｔ２）が閾値以下である条件を設けることにより、その後の動作の安定性を確保することは可能であるが、前記対応はオフセット機能の使用条件を限定することになり、利便性が損なわれてしまうことになる。
　図８は、目標操舵角算出部７０の処理を説明する図である。目標走行経路算出部４０では車両位置方位検出部１０と道路地図データ２０の情報より、地図点列の上を走行するための経路である目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）が次式２で表わされる。また、オフセット量算出部６０ではドライバの操舵介入により、車線内を移動した際のオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）が出力される。ここで、目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対して自車両位置との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）と経路曲率半径Ｗ_ｃｕｒｖ_ｍａｐ（ｔ）にオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を反映した補正目標走行経路はＰａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）となり、次式３で表わされる。ただし、ｄＣ（ｔ）は経路曲率変化であり、Ｘは進行方向距離となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　式３に示すように、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は式２の切片（０次の項）だけでなく、２次の項にもオフセット量として考慮されている。
　図９は、ドライバ介入検出部５０の詳細動作を示すフローチャートである。まず、車両センサ３０から入力されるドライバの操舵トルク値ｓｔｒ_ｔｒｑの大きさが閾値ｔｒｑ_ｓａｔより大きいか否かを判定する(ステップＳ５１)。
　ステップＳ５１で操舵トルク値ｓｔｒ_ｔｒｑが閾値ｔｒｑ_ｓａｔ以下であった場合、自車両の前方注視点Ｌｄ（ｔ）における基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）の大きさが閾値ｙｌｄ_ｓａｔより大きいか否かを判定する（ステップＳ５２）。
　ステップＳ５２での判定結果、横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）が閾値ｙｌｄ_ｓａｔ以下であった場合、ドライバの操舵介入は無しと判定される。また、ステップＳ５１もしくはステップＳ５２において、各閾値を超えた場合、ドライバの操舵介入を検出している状態と判定される。
　図１０は、車両用制御装置１１０を適用した場合の動作における別の例を示す図で、図５または図６に相当する図である。図１０ではドライバの操舵介入により、自車両１２０を路肩に退避させる場合の動作を示している。図１０の場合、時間ｔ＝ｔ１でドライバの操舵介入が実施されるが操舵トルク減少であっても、前方注視点での横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）の大きさが閾値ｙｌｄ_ｓａｔを超えているため、自車両１２０が車線内を走行している状態であるにも関わらず自動運転状態には復帰しない。そのため、ドライバの操作による路肩への退避動作を妨げることがない。
　このように、実施の形態１に係る車両用制御装置１１０は、ドライバの操舵介入が検出され自動運転から手動運転に切り替えられてから、ふたたび自動運転に切り替えられるまでに、逐次オフセット量と補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）を算出し、自動運転に切替える際は、逐次算出されるオフセット量の手動運転時の最終値をその後の自動運転に適用したり、オフセット量に自車両前方注視点における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を用いるため、角度偏差ｅｌ０（ｔ）が残った状態であってもオフセット量を算出することができる。これにより、より滑らかな状態遷移が可能になるだけでなく、当該機能の利用範囲あるいは利用条件が緩和されるため、自動運転機能の利便性を向上させることができる。
　また、実施の形態１に係る車両用制御装置１１０は、ドライバの操舵介入により走行支援を解除させる場合、条件が成立する前にドライバが操作量を減少させてしまった場合でもオフセットの量が反映され、車線中央を走行するような制御トルクの発生を防止することができる。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２に係る車両用制御装置について説明する。実施の形態２に係る車両用制御装置の構成は図１に示す実施の形態１と同様であるので図１を用いて説明し、重複説明を省略する。なお実施の形態２は、前方注視点での横位置偏差に基づいてオフセット量を算出する実施の形態を説明するものである。
　図１１は、実施の形態２に係る車両用制御装置のオフセット量算出部６０の動作を示す図で、実施の形態１で説明した図３に相当する図である。なお、図１１は、実施の形態１の図２のステップＳ２０に相当するステップの詳細動作を示し、車両走行中に毎ステップ実行されるものである。また、その他のステップ、即ち、地図点列通過経路算出ステップ、目標操舵角算出ステップ、ステアリング制御ステップについては、実施の形態１で説明した図２のステップと同様であり、説明を省略する。
　図１１のフローチャートにおいて、まず、ドライバ介入検出部５０にてドライバの操舵介入の有無が判定される（ステップＳ２１ａ）。
　ステップＳ２１ａでドライバの操舵介入が検出された場合、自車両前方注視点における地図点列を通過する基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を算出する（ステップＳ２２ａ）。
　その後、その横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を基に補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）を算出するためのオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を算出し更新する。（ステップＳ２３ａ）。
　また、ステップＳ２１ａにてドライバの操舵介入が検出されない場合（システムによる自動運転が継続している状態）、あるいはドライバによる操舵介入状態が中断される、つまり、ドライバの意思により手動運転状態から自動運転状態への移行が検出された場合には、オフセット量はこれまでの値が保持される（ステップＳ２４ａ）。
　そして、ステップＳ２３ａもしくはステップＳ２４ａで算出されるオフセット量と目標走行経路算出部４０で算出される地図点列通過経路より、補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）が算出され(ステップＳ２５ａ)、目標操舵角算出部７０にて目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）が算出される（図２のステップＳ３０）。
　図１２は、実施の形態２に係るオフセット量算出部６０の処理を時間の経過と共に説明する図で、横軸を時間ｔとし、車両走行軌跡、ドライバの操舵介入検出、操舵トルク、操舵角、オフセット量の相互の変移を示している。
　図１２において、時間ｔ＜ｔ１では、自車両１２０が地図点列Ｐ（ｎ）の上を追従するように舵角追従制御を実施している。目標走行経路算出部４０から地図点列Ｐ（ｎ）を通過するための目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）がオフセット量算出部６０に入力されるが、ドライバ介入検出部５０によってドライバの操舵介入は検出されていないため、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は保持される。
　次に、時間ｔ＝ｔ１の時、ドライバ介入検出部５０によってドライバの操舵介入が検出される。その後ｔ１＜時間ｔ≦ｔ２では、ドライバの操舵介入が継続される。この時、図１１のステップＳ２２ａでは、自車両前方注視点Ｌｄ（ｔ）における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）が次式４で算出され、図４のステップＳ４２により操舵アシスト制御が実施される。即ち、ドライバの意思により移動したい位置に移動している状態である。
　本実施の形態では、次式４に示す自車両前方注視点Ｌｄ（ｔ）における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を基にオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を算出し、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対するオフセット量としている。
　図１２ではドライバの操舵介入時の横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）の平均値をｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）として算出した動作を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　次に、時間ｔ＞ｔ２では、ドライバ介入検出部５０によって手動運転状態から自動運転状態に再度切り替えている。ここでは、図１１のステップＳ２４ａにより操舵介入中の横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）の平均値の最終値であるオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ２）が保持され、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）として出力される。
　図７の特許文献１を適用した場合の動作と比較すると、実施の形態２では、操舵介入後に反映させるオフセット量を、自車両位置との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）ではなく自車両前方注視点における横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を基に算出しているため、操舵介入後の運転支援の動作が改善されていることがわかる。
　実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、目標操舵角算出部７０により目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）が算出される。目標走行経路算出部４０では車両位置方位検出部１０と道路地図データ２０の情報より、地図点列の上を走行するための経路である目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）が次式５で表わされる。また、オフセット量算出部６０ではドライバの操舵介入により車線内を移動した際に算出されたオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）が出力される。ここで、目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対して自車両位置との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）と経路曲率半径Ｗ_ｃｕｒｖ_ｍａｐ（ｔ）にオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を反映した補正目標走行経路はＰａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）となり、次式６で表わされる。ただし、ｄＣ（ｔ）は経路曲率変化であり、Ｘは進行方向距離となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　このように、実施の形態２に係る車両用制御装置１１０は、オフセット量に自車両前方注視点における目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）を用いるため、角度偏差ｅｌｏ（ｔ）が残った状態であってもオフセット量を算出することができることにより、より滑らかな状態遷移が可能になる。
　また、実施の形態２において、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を、操舵介入中の前方注視点における目標走行経路との横位置偏差ｙｌｄ（ｔ）の平均値として算出したが、前記手法に限定するものではなく、切替時の最終値を用いる手法、あるいは条件付き範囲内での平均値を算出する手法にすることで、よりドライバの嗜好に沿ったオフセット量を算出することも可能である。
実施の形態３．
　次に、実施の形態３に係る車両用制御装置について説明する。実施の形態３に係る車両用制御装置の構成は図１に示す実施の形態１と同様であるので図１を用いて説明し、重複説明を省略する。なお実施の形態３は、自動運転へ切り替わる際の最終値をオフセット量とする実施の形態を説明するものである。
　図１３は、実施の形態３に係る車両用制御装置のオフセット量算出部６０の動作を示す図で、実施の形態１で説明した図３に相当する図である。なお、図１３は、実施の形態１の図２のステップＳ２０に相当するステップの詳細動作を示し、車両走行中に毎ステップ実行されるものである。また、その他のステップ、即ち、地図点列通過経路算出ステップ、目標操舵角算出ステップ、ステアリング制御ステップについては、実施の形態１で説明した図２のステップと同様であり、説明を省略する。
　図１３のフローチャートにおいて、まず、ドライバ介入検出部５０でドライバの操舵介入の有無が判定される（ステップＳ２１ｂ）。
　ステップＳ２１ｂでドライバの操舵介入が検出された場合、自車両位置と地図点列を通過する基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）、あるいは角度偏差ｅｌ０（ｔ）からオフセット量ｙ_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を算出する（ステップＳ２２ｂ）。
　その後、補正目標走行経路を算出するためのオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）をステップＳ２２ｂで算出されたオフセット量ｙ_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）とすることによりオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）が更新される（ステップＳ２３ｂ）。
　また、ステップＳ２１ｂでドライバの操舵介入が検出されない場合（システムによる自動運転が継続している状態）、あるいはドライバによる操舵介入状態が中断される、つまり、ドライバの意思により手動運転状態から自動運転状態への移行が検出された場合には、オフセット量はこれまでの値が保持される（ステップＳ２４ｂ）。
　そして、ステップＳ２３ｂもしくはステップＳ２４ｂで算出されるオフセット量と目標走行経路算出部４０で算出される地図点列通過経路より、補正目標走行経路Ｐａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）が算出され(ステップＳ２５ｂ)、目標操舵角算出部７０にて目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）が算出される（図２のステップＳ３０）。
　図１４は、実施の形態３に係るオフセット量算出部６０の処理を時間の経過と共に説明する図で、横軸を時間ｔとし、車両走行軌跡、ドライバの操舵介入検出、操舵トルク、操舵角、オフセット量の相互の変移を示している。
　図１４において、時間ｔ＜ｔ１では自車両１２０が地図点列Ｐ（ｎ）の上を追従するように舵角追従制御を実施している。目標走行経路算出部４０から地図点列Ｐ（ｎ）を通過するための目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）がオフセット量算出部６０に入力されるが、ドライバ介入検出部５０によってドライバの操舵介入は検出されていないため、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）は保持される。
　次に、時間ｔ＝ｔ１の時、ドライバ介入検出部５０によりドライバの操舵介入が検出される。その後ｔ１＜時間ｔ≦ｔ２では、ドライバの操舵介入が継続される。この時、図１３のステップＳ２２ｂでは、地図点列を通過する基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）と自車両位置との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）、あるいは角度偏差ｅｌ０（ｔ）からオフセット量ｙ_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）が算出され、図４のステップＳ４２により操舵アシスト制御が実施される。即ち、ドライバの意思により移動したい位置に移動している状態である。図１４においては、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）と自車両位置との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）をオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）としている。
　次に、時間ｔ＞ｔ２では、ドライバ介入検出部５０によって手動運転状態から自動運転状態に再度切り替えている。ここでは図１３のステップＳ２４ｂにより時間ｔ＝ｔ２の時のオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ２）が保持され、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）として出力される。
　図１５は特許文献１に開示されるような従来の車両用制御装置を適用した場合の動作における別の例を示す図である。
　従来手法ではｔ２＜時間ｔ≦ｔ３において、オフセット量を反映させるか否かを判定する期間が設けられているため、その間は基の経路ｐａｔｎ_ｍａｐ（ｔ）に対して自車両１２０が追従するような制御トルクが制御装置から発生することから、ドライバは制御トルクに逆らう方向のトルクを発生させる必要があり、不快感が生じてしまう。また、ドライバがオフセット反映判定期間より早く、操舵介入を止めてしまった場合、自車両１２０は基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に戻るように動き出してしまう(ドライバとの干渉)。
　一方、実施の形態３に係る車両用制御装置ではオフセット量を反映させるために時間の制限を設けておらず、操舵介入を止めた時点でのオフセット量を反映するため、従来の干渉を抑制することが可能である。
　このように、実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、目標操舵角算出部７０により目標操舵角Ｔａｒｇｅｔ_ｓｔｅｅｒ_ａｎｇｌｅ（ｔ）が算出される。目標走行経路算出部４０では車両位置方位検出部１０と道路地図データ２０の情報より、地図点列の上を走行するための経路である目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）が次式７で表わされる。また、オフセット量算出部６０ではドライバの操舵介入により車線内を移動した際に算出されたオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）が出力される。ここで、目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）に対して自車両位置との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）と経路曲率半径Ｗ_ｃｕｒｖ_ｍａｐ（ｔ）にオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を反映した補正目標走行経路はＰａｔｈ_ｃｏｌｌｅｃｔ（ｔ）となり、次式８で表わされる。ただしｄＣ（ｔ）は経路曲率変化であり、Ｘは進行方向距離となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　このように、実施の形態３に係る車両用制御装置は、ドライバによる操舵介入が検出され自動運転から手動運転に切り替えられてから、ふたたび自動運転に切り替えられるまでに逐次オフセット量と補正目標走行経路を算出し、自動運転に切替える際は、逐次算出されるオフセット量の手動運転時の最終値をその後の自動運転に適用することで当該機能の利用範囲、あるいは利用条件が緩和されるため自動運転機能の利便性を向上させることができる。
　また、実施の形態３においては、オフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）を算出する際に、基の目標走行経路Ｐａｔｈ_ｍａｐ（ｔ）と自車両１２０との横位置偏差ｙｌ０（ｔ）をオフセット量ｙｌ０_ｏｆｆｓｅｔ（ｔ）として算出したが、前記手法に限定するものではなく、自車両１２０の角度偏差ｅｌ０（ｔ）も考慮して算出することにより、よりドライバの嗜好に沿ったオフセット量を算出することが可能である。
　以上、本願の実施の形態１から３に係る車両用制御装置および車両用制御方法について説明したが、各実施の形態で説明した車両用制御装置１１０が具備する演算制御部１００を構成する目標走行経路算出部４０、ドライバ介入検出部５０、オフセット量算出部６０、目標操舵角算出部７０、および操舵部８０は、ハードウエアの一例を図１６に示すように、プロセッサ１３０と記憶装置１３１から構成される。記憶装置１３１は、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１３０は、記憶装置１３１から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１３０にプログラムが入力される。また、プロセッサ１３０は、演算結果等のデータを記憶装置１３１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
　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。
１０　車両位置方位検出部、２０　道路地図データ、３０　車両センサ、４０　目標走行経路算出部、５０　ドライバ介入検出部、６０　オフセット量算出部、７０　目標操舵角算出部、８０　操舵部、９０　道路情報入力部、１００　演算制御部、１１０　車両用制御装置、１２０　自車両、１３０　プロセッサ、１３１　記憶装置。

Claims (16)

  1. 　自車両と道路との相対位置を検出する道路情報入力部と、
    　前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、
    　前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出するドライバ介入検出部と、
    　前記ドライバ介入検出部の検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する補正目標走行経路算出部と、
    　前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する目標操舵角算出部と、を備え、
    　前記補正目標走行経路算出部は、
    　ドライバ操舵状態の時に、前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差に基づいて前記オフセット量を算出することを特徴とする車両用制御装置。
  2. 　自車両と道路との相対位置を検出する道路情報入力部と、
    　前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、
    　前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出するドライバ介入検出部と、
    　前記ドライバ介入検出部の検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する補正目標走行経路算出部と、
    　前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する目標操舵角算出部と、を備え、
    　前記補正目標走行経路算出部は、
    　ドライバ操舵状態から自動操舵状態へ状態が移行する際の最終値を前記自動操舵状態での前記補正目標走行経路を算出する際のオフセット量とすることを特徴とする車両用制御装置。
  3. 　自車両と道路との相対位置を検出する道路情報入力部と、
    　前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、
    　前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出するドライバ介入検出部と、
    　前記ドライバ介入検出部の検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する補正目標走行経路算出部と、
    　前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する目標操舵角算出部と、を備え、
    　前記補正目標走行経路算出部は、
    　ドライバ操舵状態の時に、前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差に基づいて前記オフセット量を算出し、
    　前記ドライバ操舵状態から自動操舵状態へ状態が移行する際の最終値を前記自動操舵状態での前記補正目標走行経路を算出する際のオフセット量とすることを特徴とする車両用制御装置。
  4. 　前記ドライバ介入検出部は、前記ドライバによるハンドル操作の有無、および前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差にもとづいて、自動運転状態、または前記ドライバ操舵状態であるかを判定することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車両用制御装置。
  5. 　前記自車両の操舵トルク値を検出する車両センサを備えると共に、
    　前記ドライバ介入検出部は、
    　前記車両センサで検出された前記操舵トルク値と予め定められた第１の閾値を比較する第１の比較部と、前記第１の比較部の比較の結果、前記操舵トルク値が前記第１の閾値以下の場合、前記目標走行経路に対する前記自車両の前方注視点での横位置偏差の値と、予め定められた第２の閾値とを比較する第２の比較部と、前記第２の比較部での比較の結果、前記横位置偏差の値が前記第２の閾値以下の場合、前記ドライバの操舵介入はないものと判断する判断部と、を備えたことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の車両用制御装置。
  6. 　前記補正目標走行経路算出部は、次式により前記オフセット量を算出することを特徴とする請求項１または３に記載の車両用制御装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  7. 　前記目標走行経路算出部は、次式により前記目標走行経路を算出することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の車両用制御装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  8. 　前記補正目標走行経路算出部は、次式により前記補正目標走行経路を算出することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の車両用制御装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  9. 　自車両と道路との相対位置を検出する第１のステップと、
    　前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する第２のステップと、
    　前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出する第３のステップと、
    　前記第３のステップの検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する第４のステップと、
    　前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する第５のステップとを備え、
    　前記第４のステップは、
    　ドライバ操舵状態の時に、前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差に基づいて前記オフセット量を算出することを特徴とする車両用制御方法。
  10. 　自車両と道路との相対位置を検出する第１のステップと、
    　前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する第２のステップと、
    　前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出する第３のステップと、
    　前記第３のステップの検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する第４のステップと、
    　前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する第５のステップと、を備え、
    　前記第４のステップは、
    　ドライバ操舵状態から自動操舵状態へ状態が移行する際の最終値を前記自動操舵状態での前記補正目標走行経路を算出する際のオフセット量とすることを特徴とする車両用制御方法。
  11. 　自車両と道路との相対位置を検出する第１のステップと、
    　前記自車両を前記道路に沿って走行させるための目標走行経路を算出する第２のステップと、
    　前記自車両の操舵において、ドライバの操舵介入を検出する第３のステップと、
    　前記第３のステップの検出の結果、前記自車両の操舵において前記ドライバの操舵介入が検出された場合、前記自車両の状態から前記目標走行経路に対するオフセット量を算出し、前記オフセット量を反映させた補正目標走行経路を算出する第４のステップと、
    　前記補正目標走行経路に応じて前記自車両を走行させるために目標操舵角を算出する第５のステップと、を備え、
    　前記第４のステップは、
    　ドライバ操舵状態の時に、前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差に基づいて前記オフセット量を算出し、
    　前記ドライバ操舵状態から自動操舵状態へ状態が移行する際の最終値を前記自動操舵状態での前記補正目標走行経路を算出する際のオフセット量とすることを特徴とする車両用制御方法。
  12. 　前記第３のステップは、前記ドライバによるハンドル操作の有無、および前記自車両の前方注視点における前記目標走行経路との横位置偏差にもとづいて、自動運転状態、または前記ドライバ操舵状態であるかを判定することを特徴とする請求項９から１１の何れか一項に記載の車両用制御方法。
  13. 　前記自車両の操舵トルク値を検出する第５のステップを備えると共に、
    　前記第３のステップは、
    　前記第５のステップで検出された前記操舵トルク値と予め定められた第１の閾値を比較する第１の手順と、前記第１の手順での比較の結果、前記操舵トルク値が前記第１の閾値以下の場合、前記目標走行経路に対する前記自車両の前方注視点での横位置偏差の値と、予め定められた第２の閾値とを比較する第２の手順と、前記第２の手順での比較の結果、前記横位置偏差の値が前記第２の閾値以下の場合、前記ドライバの操舵介入はないものと判断する第３の手順と、を備えたことを特徴とする請求項９から１２の何れか一項に記載の車両用制御方法。
  14. 　前記第４のステップは、次式により前記オフセット量を算出することを特徴とする請求項９または１１に記載の車両用制御方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  15. 　前記第２のステップは、次式により前記目標走行経路を算出することを特徴とする請求項９から１３の何れか一項に記載の車両用制御方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  16. 　前記第４のステップは、次式により前記補正目標走行経路を算出することを特徴とする請求項９から１３の何れか一項に記載の車両用制御方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
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