WO2021250877A1 - 車両の自動操舵制御装置および自動操舵制御システム - Google Patents

車両の自動操舵制御装置および自動操舵制御システム Download PDF

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WO2021250877A1
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steering control
automatic steering
vehicle
steering
automatic
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PCT/JP2020/023132
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迪博 尾形
健太 富永
雅也 遠藤
寛征 小林
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三菱電機株式会社
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    • B62D6/003—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 in order to control vehicle yaw movement, i.e. around a vertical axis

Definitions

  • the present application relates to an automatic steering control device and an automatic steering control system for a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a technique of canceling the automatic steering mode and switching to the power steering mode when the steering torque of the steering wheel becomes a predetermined value or more in the automatic steering mode.
  • Patent Document 2 proposes a technique for alerting the driver to deviation by increasing the steering reaction force acting on the steering of the driver when the traveling position of the vehicle increases outward with respect to the target path. Has been done.
  • the present application discloses a technique made in view of the above circumstances, and an object thereof is to appropriately control automatic steering or steering support in response to a driver's steering intention. Is to be.
  • the vehicle automatic steering control device disclosed in the present application provides automatic steering control to change the traveling direction of the own vehicle according to road information on the traveling road to the own vehicle automatically traveling on the traveling road. It is an automatic steering control device for vehicles that is performed based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit to be calculated, and is detected by the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit and the lateral deviation calculation unit. Based on the lateral deviation of the own vehicle in the direction perpendicular to the traveling direction on the traveling path, the driver has a larger lateral deviation than a smaller lateral deviation corresponding to the magnitude of the lateral deviation.
  • the automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force of the operation of the steering wheel is increased.
  • another automatic steering control device disclosed in the present application provides automatic steering control to change the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road to the own vehicle automatically traveling on the traveling road. It is an automatic steering control device for vehicles that is performed based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the amount, and is the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit, and the lateral deviation calculation unit. Based on the lateral deviation of the own vehicle detected in the direction perpendicular to the traveling direction on the traveling road, the case where the lateral deviation is smaller than the case where the lateral deviation is large corresponding to the magnitude of the lateral deviation is better. The automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force of the operation of the steering wheel by the driver becomes small.
  • another automatic steering control device disclosed in the present application automatically steers the own vehicle automatically traveling on the traveling road by automatically steering the own vehicle to change the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road. It is an automatic steering control device for vehicles based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the control amount, and the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit and the lateral acceleration detection. Based on the lateral acceleration of the own vehicle detected by the unit, the steering force of the steering wheel operation by the driver is higher when the lateral acceleration is larger than when the lateral acceleration is smaller corresponding to the magnitude of the lateral acceleration. The automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force becomes large.
  • another automatic steering control device disclosed in the present application automatically steers the own vehicle automatically traveling on the traveling road by automatically steering the own vehicle to change the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road. It is an automatic steering control device for vehicles based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the control amount, and the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit and the lateral acceleration detection. Based on the lateral acceleration of the own vehicle detected by the unit, the steering force of the steering wheel operation by the driver is higher when the lateral acceleration is smaller than when the lateral acceleration is large corresponding to the magnitude of the lateral acceleration. The automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force becomes smaller.
  • the automatic steering control that changes the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road to the own vehicle automatically traveling on the traveling road is the automatic steering control. It is an automatic steering control system for vehicles that is performed by an automatic steering control device based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the amount. It is provided with a steering force detection unit that detects the steering force of the operation of the steering wheel by the driver, and a lateral deviation calculation unit that detects the lateral deviation of the own vehicle in the direction perpendicular to the traveling direction on the traveling path.
  • the lateral deviation is based on the steering force of the driver's operation of the steering wheel detected by the steering force detection unit and the lateral deviation of the own vehicle detected by the lateral deviation calculation unit in the direction perpendicular to the traveling direction on the traveling path.
  • the automatic steering control amount acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver is larger than when the lateral deviation is small corresponding to the magnitude of the deviation.
  • the amount of automatic steering control to be performed is controlled.
  • the automatic steering control that changes the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road to the own vehicle automatically traveling on the traveling road is the automatic steering control. It is an automatic steering control system for vehicles that is performed by an automatic steering control device based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the amount. It is provided with a steering force detection unit that detects the steering force of the operation of the steering wheel by the driver, and a lateral deviation calculation unit that detects the lateral deviation of the own vehicle in the direction perpendicular to the traveling direction on the traveling path.
  • the steering force is such that the amount of automatic steering control acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver is smaller when the lateral deviation is smaller than when the lateral deviation is large corresponding to the magnitude of the lateral deviation.
  • the amount of automatic steering control that acts on the vehicle is controlled.
  • the automatic steering control that changes the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road to the own vehicle automatically traveling on the traveling road is the automatic steering control. It is an automatic steering control system for vehicles that is performed by an automatic steering control device based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the amount. It is provided with a steering force detection unit that detects the steering force of the operation of the steering wheel by the driver, and a lateral acceleration detection unit that detects the lateral acceleration of the own vehicle. Based on the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit and the lateral acceleration of the own vehicle detected by the lateral acceleration detection unit, the lateral acceleration corresponds to the magnitude of the lateral acceleration. The automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver is larger when the lateral acceleration is larger than when the acceleration is small. It is a thing.
  • the automatic steering control that changes the traveling direction of the own vehicle according to the road information on the traveling road to the own vehicle automatically traveling on the traveling road is the automatic steering control. It is an automatic steering control system for vehicles that is performed by an automatic steering control device based on the calculation result of the automatic steering control amount calculation unit that calculates the amount. It is provided with a steering force detection unit that detects the steering force of the operation of the steering wheel by the driver, and a lateral acceleration detection unit that detects the lateral acceleration of the own vehicle. Based on the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit and the lateral acceleration of the own vehicle detected by the lateral acceleration detection unit, the lateral acceleration corresponds to the magnitude of the lateral acceleration. The automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver becomes smaller when the lateral acceleration is smaller than when the acceleration is large. It is a thing.
  • the steering force of the driver's operation of the steering wheel detected by the steering force detection unit and the steering force of the own vehicle detected by the lateral deviation calculation unit are on the road. Based on the lateral deviation in the direction perpendicular to the traveling direction, the steering force of the steering wheel operation by the driver is higher when the lateral deviation is larger than when the lateral deviation is smaller corresponding to the magnitude of the lateral deviation.
  • the automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the acting automatic steering control amount becomes large, and the steering force of the steering wheel operation by the driver detected by the steering force detection unit and the lateral deviation calculation unit.
  • the automatic steering control amount acting on the steering force is controlled so that the automatic steering control amount acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver becomes small, it is appropriately automatic according to the steering intention of the driver. Steering control or steering support control is performed.
  • the steering force of the driver's operation of the steering wheel detected by the steering force detection unit and the side of the own vehicle detected by the lateral acceleration detection unit Based on the acceleration, the amount of automatic steering control acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver is larger when the lateral acceleration is larger than when the lateral acceleration is smaller corresponding to the magnitude of the lateral acceleration. As described above, the amount of automatic steering control acting on the steering force is controlled, the steering force of the driver's operation of the steering wheel detected by the steering force detection unit, and the side of the own vehicle detected by the lateral acceleration detection unit.
  • the amount of automatic steering control acting on the steering force of the steering wheel operation by the driver is smaller when the lateral acceleration is smaller than when the lateral acceleration is large corresponding to the magnitude of the lateral acceleration. Since the amount of automatic steering control acting on the steering force is controlled as described above, automatic steering control or steering support control is appropriately performed in response to the steering intention of the driver.
  • Embodiment 1 It is a figure which exemplifies Embodiment 1, and is the block diagram which schematically exemplifies the automatic steering control system in a vehicle from a structural point of view. It is a figure which exemplifies Embodiment 1, and is the block diagram which exemplifies the automatic steering control device in the automatic steering control system by the functional block diagram. It is a figure which illustrates the Embodiment 1, and is the block diagram which illustrates the automatic steering control system by the functional block diagram. It is a figure which illustrates the Embodiment 1, and is the figure for demonstrating the lateral deviation gain. It is a figure which illustrates the Embodiment 1, and is the figure for demonstrating the lateral acceleration gain.
  • Embodiment 1 It is a figure which illustrates the Embodiment 1, and is the figure for demonstrating the steering force upper limit gain. It is a figure exemplifying the Embodiment 1 and is a figure for demonstrating the automatic steering control limit gain. It is a figure which exemplifies Embodiment 1, and is the flowchart which exemplifies the operation of the automatic steering control system. It is a figure which exemplifies Embodiment 1, and is the system configuration diagram which schematically exemplifies the system configuration of the automatic steering control system and the automatic steering control device. It is a figure exemplifying Embodiment 1, and is a conceptual diagram for explaining the relationship between automatic steering control and lateral deviation for a vehicle traveling on a traveling road.
  • the vehicle equipped with the automatic steering control device according to the embodiment of the present application is referred to as "own vehicle”.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the first embodiment of the present application, and is a configuration diagram schematically illustrating an automatic steering control system 80 installed in the own vehicle from a structural point of view.
  • a device that changes the direction of the own vehicle by steering the left and right steering wheels 3 according to the rotation of the steering wheel shaft 2 connected to the steering wheel 1 provided on the vehicle body 9 of the own vehicle. be.
  • the steering wheel 3 can be steered by generating a motor torque with respect to the steering wheel shaft 2.
  • the automatic steering control device 8 which is also called a steering controller, the steering force applied to the steering wheel 1 by the driver detected by the steering force detection unit 5, the vehicle position information detected by the vehicle position detection unit 6, and the vehicle position information. Based on the lateral acceleration detected by the lateral acceleration detection unit, the current required for generating the motor torque in the motor 4 is supplied.
  • the output steering force of the steering force detecting unit 5 and the own vehicle position which is the output of the own vehicle position detecting unit 6 are used.
  • the function of calculating the current supplied to the steering actuator 4 such as the motor in the steering controller 8 from the lateral acceleration output of the lateral acceleration detection unit 7 is installed in the automatic steering control device 8 composed of a microcomputer or the like. It shall be executed by software.
  • the steering control system of the present application is a so-called “fully automatic steering control system or fully automatic steering control device" in which a person such as a driver covers a problem caused by automatic driving of a vehicle by the system side, and the system side for driving by a driver. It is applied to any of the so-called “steering support control system or steering support control device” assisted by.
  • the left side section line 10LL and the right side section line of the travel path are used.
  • the lateral deviations at each points P1, P2, P3, P4, P5 along the traveling path 10TL are LD-P1, LD-P2, LD-P3.
  • the automatic steering control of the own vehicle 9O is performed so as to be LD-P4 and LD-P5, that is, so as to be the locus illustrated by the thick line arrow in FIG.
  • the points P1, P2, and P3 are in the straight line region of the travel path 10, and the points P4 and P5 are in the travel path curve region 10RC.
  • the automatic steering control device 8 of the automatic steering control system 80 includes an arithmetic processing unit 81, a storage device 82 having a ROM as a read-only memory and a RAM as a random access memory, and an interface 83. Consists of ,.
  • the arithmetic processing unit 81, the storage device 82, and the interface 83 are connected to each other via the internal bus 84.
  • the output signal of the own vehicle position detection unit 6 input to the interface 83 and stored in the RAM, that is, the position signal of the own vehicle with respect to the target route, the output signal of the steering force detection unit 5, that is, the force for operating the steering wheel by the driver.
  • Etc. are executed by the arithmetic processing unit 81 by the program stored in the ROM, and the arithmetic processing necessary for the steering control system of the present application and the automatic steering control device in the system is executed, and the result of the arithmetic is temporarily stored in the RAM. Is executed, the predetermined control operation required for the steering control system of the present application and the automatic steering control device in the system is performed as follows.
  • the automatic steering control device 8 includes a target route calculation unit 201, a lateral deviation calculation unit 202 that calculates a lateral deviation based on the results of the target route calculation unit 201, and an automatic vehicle required to follow the target route. It has an automatic steering control amount calculation unit 203 that calculates the steering control amount, but these calculations may use well-known techniques used in vehicle lane keeping control and the like, and the own vehicle with respect to the target route may be used. As a method for calculating the lateral deviation and the method for calculating the automatic steering control amount, a well-known calculation method may be adopted.
  • the lateral deviation gain Gy is calculated in the lateral deviation gain map 204 based on the lateral deviation y calculated based on the own vehicle position output from the own vehicle position detection unit 6. Further, the lateral acceleration gain Glg is calculated in the lateral acceleration gain map 205 based on the lateral acceleration lg output by the lateral acceleration detection unit 7. The product of the calculated lateral deviation gain Gy and the lateral acceleration gain Glg is output as the limiting suppression gain Gdec.
  • the steering force upper limit gain Gmaxt is output based on the steering force detected by the steering force detection unit 5.
  • the limit suppression gain Gdec and the steering force upper limit gain Gmaxt are compared, and the larger value is set as the limit rate correction gain Grev.
  • Automatic steering control limit gain based on the corrected steering torque Trev, which is the result of multiplying the steering force Trq detected by the steering force detection unit 5 and the limit rate correction gain Grev calculated by the maximum value selection unit 207.
  • the automatic steering control limit gain Ktrq is calculated on the map 208.
  • the control output for the actuator 4 such as a motor is determined by taking the product of the calculated automatic steering control limit gain Ktrq and the automatic steering control amount calculated by the automatic steering control amount calculation unit 203. When the actuator 4 is a motor, the control output is determined. , The drive current of the motor is determined.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the automatic steering control system 80 according to the first embodiment.
  • the automatic steering control device includes an automatic steering control amount calculation unit 203, a steering force detection unit 5, a lateral deviation calculation unit 202, a lateral acceleration detection unit 7, and a limit suppression gain calculation unit 301.
  • the limit factor correction gain calculation unit 302, the automatic steering control limit gain calculation unit 303, the automatic steering control limit gain calculation unit 304, and the automatic steering control unit 305 are provided.
  • the automatic steering control amount calculation unit 203 calculates the control amount to the actuator 4 required to change the vehicle traveling direction so that the own vehicle follows the target path.
  • the target route is calculated from the lane information obtained from the camera attached to the vehicle, lidar (LIDAR (Light Detector and Raging)), the trajectory of the preceding vehicle traveling ahead, map information and own vehicle position information, etc.
  • the steering angle control amount required to follow the path is calculated by the automatic steering control amount calculation unit 203.
  • the steering angle control amount is calculated by the automatic steering control amount calculation unit 203 according to the deviation between the target steering angle required to follow the target path and the actual actual steering angle. Further, the control amount may be calculated according to the deviation between the target steering torque required to follow the target path and the actual detected steering torque.
  • the steering force detecting unit 5 outputs the steering force applied to the steering wheel by the driver as the steering torque detected by the torque sensor or the like.
  • the lateral deviation calculation unit 202 detects the lateral deviation of the own vehicle with respect to the target route of the own vehicle.
  • the lateral deviation may be the lateral deviation at the current traveling position of the own vehicle, or the lateral deviation at the front gaze destination of the own vehicle may be used.
  • the lateral acceleration detection unit 7 outputs the value detected by the sensor for the lateral acceleration generated in the own vehicle or the curvature-converted lateral acceleration converted from the product of the target path curvature and the square of the vehicle speed as the lateral acceleration.
  • the limit suppression gain calculation unit 301 calculates the limit suppression gain Gdec based on the lateral deviation y of the own vehicle detected by the lateral deviation calculation unit 202 and the lateral acceleration lg generated in the own vehicle detected by the lateral acceleration detection unit. do.
  • the lateral deviation gain Gy which is close to 1 when the lateral deviation is small as shown in FIG. 4 and the gain is set so as to approach 0 as the lateral deviation increases, and 1 when the lateral acceleration is small as shown in FIG.
  • the limiting suppression gain Gdec is calculated by taking a value close to and multiplying the lateral acceleration gain Glg set so as to approach 0 as the lateral acceleration increases as shown in (Equation 1) below.
  • Gdec Gy ⁇ Glg ⁇ ⁇ ⁇ (Equation 1)
  • the lateral deviation gain Gy starts to decrease from the gain 1 when the lateral deviation ya becomes, and is maintained at the lower limit gain Gymin when the lateral deviation yb or more.
  • the limiting suppression gain Gdec does not decrease near the target route with a lateral deviation of ya or less, and the driver's steering intention is given higher priority.
  • the amount of release or limit of automatic steering control, steering support control, etc. is reduced.
  • the maximum amount of suppression of the control limit rate due to the increase in lateral deviation is determined by Gymin.
  • the lateral acceleration gain Glg starts to decrease from the gain 1 when the lateral acceleration becomes lga, and is maintained at the gain Glgmin when the lateral acceleration is lgb or more.
  • the limiting suppression gain Gdec is calculated according to the lateral deviation gain Gy, but when traveling on a curve and the lateral acceleration becomes lga or more, the magnitude of the lateral acceleration is large. Is calculated so that the limiting suppression gain Gdec further decreases as the value increases.
  • the maximum suppression amount of the control limit rate due to the increase in lateral acceleration is determined by the lower limit gain Glgmin.
  • the limiting factor correction gain will be Take a value close to 1.
  • the magnitude of the limit suppression upper limit steering force is set to a magnitude that allows the driver to reasonably overcome the automatic steering.
  • the automatic steering control limit gain calculation unit 303 determines the corrected steering torque Trev, which is the product of the steering torque Trq output from the steering force detection unit 5 and the limit rate correction gain Grev output from the limit rate correction gain calculation unit 302. Based on this, the automatic steering control limiting gain Ktrq is calculated and output to the automatic steering control limiting unit 304.
  • Trev Trq ⁇ Grev ⁇ ⁇ ⁇ (Equation 3)
  • the lateral deviation (LD-P1) and the lateral acceleration are small, such as when the own vehicle 9O is near the center of the road (point P1) on a straight road.
  • the corrected steering torque Trev which is the product of the steering torque and the limiting factor correction gain, takes a value close to the steering torque Trq by the driver, and is shown by ⁇ in FIG.
  • An automatic steering control limit gain Ktrq that decreases as the steering torque increases is output.
  • point P1 lateral deviation LD-P1
  • point P2 lateral deviation LD-P2
  • the value of is also smaller than the steering torque, the decrease in the automatic steering control limit gain is suppressed, but when the steering torque at that time reaches the limit suppression upper limit steering force, the steering force upper limit gain increases. Since the suppression of the limit is stopped, the corrected steering torque becomes a value close to the steering torque, and as a result, the automatic steering control limit gain approaches 0 as shown in ⁇ in FIG.
  • the automatic steering control limiting unit 304 limits the automatic steering control amount calculated by the automatic steering control amount calculation unit 203 based on the automatic steering limit gain calculated by the automatic steering control limit gain calculation unit 303. For example, when the steering torque due to driver steering is large when the lateral deviation with respect to the target path of the vehicle is small on a straight road, the lateral deviation gain and the lateral acceleration gain are close to 1, so the limiting suppression gain is also 1. Take close values. Therefore, the limit rate of the automatic steering control with respect to the steering torque of the steering wheel by the driver becomes large.
  • the steering control limit is corrected to be small.
  • the automatic steering control unit 305 controls to make the own vehicle follow the target route based on the restricted automatic steering control amount calculated by the automatic steering control limiting unit 304. As mentioned earlier, if the lateral deviation of the own vehicle is increasing, the lateral acceleration generated in the own vehicle is large, etc., the limit rate of automatic steering control for the steering torque by the driver becomes smaller. Automatic steering control is less likely to be released or restricted.
  • the automatic steering control limit gain calculation is performed based on the lateral deviation with respect to the target path of the own vehicle detected by the lateral deviation calculation unit 202 and the lateral acceleration generated in the own vehicle detected by the lateral acceleration detection unit 7.
  • the unit 303 it is possible to calculate the automatic steering control limiting gain that suppresses the limiting rate of the automatic operation control amount corresponding to the driver steering force according to the lateral deviation, the lateral acceleration, and the like.
  • the automatic steering control limiting unit 304 cancels or limits the automatic steering according to the steering force of the driver, and when the lateral deviation, lateral acceleration, etc. increase, the automatic steering is canceled or the limit amount is reduced.
  • the flowchart of FIG. 8 shows a process of one cycle, and the vehicle traveling support device repeatedly executes this process as necessary.
  • step ST01 the lateral deviation calculation unit 202 and the lateral acceleration detection unit 7 detect the lateral deviation and the lateral acceleration and output them to the limit suppression gain calculation unit 301. Further, the automatic steering control amount calculation unit 203 calculates the automatic steering control amount, and the steering force detecting unit 5 detects the steering force.
  • step ST02 the limitation suppression which is the product of the lateral deviation gain that changes according to the lateral deviation and the lateral acceleration gain that changes according to the lateral acceleration based on the lateral deviation and the lateral acceleration detected in step ST01. Calculate the gain.
  • step ST03 the limiting factor is corrected by using the limiting suppression gain and the steering force upper limit gain that changes from 0 to a value close to 1 when the steering force detected by the steering force detecting unit 5 exceeds a certain value.
  • the gain calculation unit 302 calculates the limit factor correction gain.
  • step ST04 the automatic steering control limit gain is calculated from the steering force detected by the steering force detection unit 5 and the limit rate correction gain output by the limit rate correction gain calculation unit 302.
  • step ST05 the product of the automatic steering control amount output by the automatic steering control amount calculation unit 203 and the automatic steering control limit gain output by the automatic steering control limit gain calculation unit 303 corresponds to the steering torque.
  • the automatic steering control amount after limitation is calculated by reducing the automatic steering control amount.
  • step ST06 automatic steering control is performed based on the restricted automatic steering control amount output by the automatic steering control limiting unit 304.
  • the control for steering of the driver during automatic steering is appropriately released or suppressed, and not only steering assist in electric power steering but also steer-by-wire and variable steering are performed. It can also be applied to vehicles having a steering mechanism such as a gear ratio. Further, the lateral deviation gain, the lateral acceleration gain, and the steering force upper limit gain are all shown to increase or decrease linearly in the present embodiment, but the method of increasing or decreasing does not have to be linear. Further, although each gain is provided with a dead zone so that it changes after the input becomes a certain value or more, the dead zone may not be provided and the gain may be increased or decreased in response to a change in the input value.
  • the limiting suppression gain is calculated by the product of the lateral deviation gain and the lateral acceleration gain
  • the minimum value of the lateral deviation gain and the lateral acceleration gain may be used as the limiting suppression gain.
  • the upper limit of the steering force upper limit gain is set to 1, by setting it to a value of 1 or more when the limit suppression upper limit steering force is exceeded, the limit rate can be increased and the driver steering is prioritized. good.
  • the first embodiment has the following technical features 1.
  • Feature point 1 The automatic steering control amount calculation unit that calculates the automatic steering control amount for automatically following the own vehicle to the target route so as to suppress the control decrease based on the increase in lateral deviation, and the steering wheel of the driver.
  • the steering force detection unit that detects the steering force to the vehicle, the lateral deviation detection unit that obtains the lateral deviation with respect to the target path of the own vehicle, and the automatic steering control limit gain that reduces the automatic steering control amount as the steering force increases are calculated.
  • An automatic steering control device or an automatic steering control device that is provided with an automatic steering control unit that performs automatic steering control of the own vehicle based on the above, and corrects so that the limit rate of the automatic steering control amount due to the automatic steering control limit gain becomes smaller as the lateral deviation becomes larger. It is a steering control system, and automatic steering control is less likely to be canceled or restricted when the lateral deviation increases.
  • Feature point 2 The automatic steering control device or automatic steering control system of feature 1 is provided with a lateral acceleration detection unit that detects the lateral acceleration generated in the vehicle so as to further suppress the control decrease when the lateral acceleration is large on the curve. , The limit rate of the automatic steering control amount by the automatic steering control limit gain is corrected so as to become smaller as the lateral deviation becomes larger, and the limit rate of the automatic steering control amount by the automatic steering control limit gain becomes larger as the lateral acceleration becomes larger. The tighter the curve, the less likely it is that the automatic steering control will be released or restricted.
  • Feature point 3 The automatic steering control limit gain calculation unit in the automatic steering control device or the automatic steering control system of the feature item 1 or the feature item 2 so that the control limit suppression gain is calculated by the lateral deviation gain ⁇ the lateral acceleration gain.
  • a lateral deviation correction gain calculated by the limiting suppression gain calculation unit such that the larger the lateral deviation is, the smaller the limiting factor of the automatic steering control amount due to the automatic steering control limiting gain is, and the larger the lateral acceleration is, the smaller the limitation is.
  • the automatic steering control amount is limited based on the limit suppression gain, which is the product of the lateral acceleration correction gain so that the limit rate of the automatic steering control amount due to the automatic steering control limit gain becomes smaller. If this occurs, the automatic steering control is less likely to be canceled or restricted.
  • the automatic steering control limit gain calculation unit is used to calculate the control reduction amount by steering torque ⁇ limit suppression gain.
  • the automatic steering control limiting gain is calculated based on the product of the limiting suppression gain and the steering force, and the limiting rate that changes according to an increase in steering torque can be corrected by lateral deviation, lateral acceleration, or the like. Is.
  • the automatic steering control limit gain calculation unit is such that the reduction suppression of the control is stopped when the steering torque is too large. Is to calculate the automatic steering control limit gain based on the limit rate correction gain corrected so as to stop the decrease of the limit rate due to the limit suppression gain when the steering force exceeds a certain level. If the steering torque is too large, it is possible to increase the limit rate and give priority to the driver's steering even when the lateral deviation, lateral acceleration, etc. are increasing.
  • Feature point 6 According to the embodiment of the present application, automatic steering control, steering support control, etc. can be appropriately canceled or restricted according to the driver's intention.
  • Feature 7 The driver's anxiety is reduced by immediately canceling and suppressing the automatic steering control when the lateral deviation increases, and the automatic steering control is not canceled or restricted even though the driver is steering. Achieves both reduction of annoyance.

Abstract

ドライバーによるステアリングホイール（１）の操作の操舵力を検出する操舵力検出部（５）、および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を検出する横偏差演算部（２０２）を備え、前記操舵力検出部（５）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、および前記横偏差演算部（２０２）により検出された前記自車両の前記走行路の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、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。

Description

車両の自動操舵制御装置および自動操舵制御システム
　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、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るものである。
　また、本願に開示される他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、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ものである。
　また、本願に開示される更に他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、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るものである。
　また、本願に開示される更に他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、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ものである。
　また、本願に開示される車両の自動操舵制御システムは、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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
　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を検出する操舵力検出部、および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を検出する横偏差演算部を備え、
　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るものである。
　また、本願に開示される他の自動操舵制御システムは、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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
　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を検出する操舵力検出部、および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を検出する横偏差演算部を備え、
　前記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、および前記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ものである。
　また、本願に開示される他の自動操舵制御システムは、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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
　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を検出する操舵力検出部、および前記自車両の横加速度を検出する横加速度検出部を備え、
　前記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、および前記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るものである。
　また、本願に開示される他の自動操舵制御システムは、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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
　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を検出する操舵力検出部、および前記自車両の横加速度を検出する横加速度検出部を備え、
　前記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、および前記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 (12)

  1. 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、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前記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。
  2. 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、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
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御装置。
  3. 前記横偏差演算部の前記横偏差の大きさに対応して変化する横偏差ゲインに基づいて前記自動操舵制御量が制御される
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の自動操舵制御装置。
  4. 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、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る
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御装置。
  5. 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、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
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御装置。
  6. 横加速度検出部で検出された横加速度の大きさに対応して変化する横加速度ゲインに基づいて前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御される
    ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の車両の自動操舵制御装置。
  7. 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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
    　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を検出する操舵力検出部、および
    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を検出する横偏差演算部を備え、
    　前記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、および前記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る
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御システム。
  8. 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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
    　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を検出する操舵力検出部、および
    　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を検出する横偏差演算部を備え、
    　前記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、および前記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
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御システム。
  9. 前記横偏差演算部の前記横偏差の大きさに対応して変化する横偏差ゲインに基づいて前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御される
    ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車両の自動操舵制御システム。
  10. 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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
    　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を検出する操舵力検出部、および
    　前記自車両の横加速度を検出する横加速度検出部を備え、
    　前記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、および前記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る
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御システム。
  11. 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が、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自動操舵制御装置で行われる車両の自動操舵制御システムであって、
    　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を検出する操舵力検出部、および
    　前記自車両の横加速度を検出する横加速度検出部を備え、
    　前記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、および前記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
    ことを特徴とする車両の自動操舵制御システム。
  12. 横加速度検出部で検出された横加速度の大きさに対応して変化する横加速度ゲインに基づいて前記操舵力に作用する自動操舵制御量が制御される
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の車両の自動操舵制御システム。
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