WO2022137819A1 - 車両 - Google Patents

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WO2022137819A1
WO2022137819A1 PCT/JP2021/040446 JP2021040446W WO2022137819A1 WO 2022137819 A1 WO2022137819 A1 WO 2022137819A1 JP 2021040446 W JP2021040446 W JP 2021040446W WO 2022137819 A1 WO2022137819 A1 WO 2022137819A1
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WO
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lane
vehicle
steering
virtual
motorcycle
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PCT/JP2021/040446
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English (en)
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晃 細川
正人 中田
明彦 友田
俊一 中林
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本田技研工業株式会社
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Priority to US18/039,732 priority patent/US20240025401A1/en
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-214794 filed in Japan on December 24, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 a technique capable of maintaining running along the lane even when the vehicle receives a strong crosswind while driving is known (for example, Patent Document 1). reference).
  • an object of the present invention is to suppress the occurrence of unnatural behavior in a vehicle equipped with a lane keeping support system.
  • the present invention is a vehicle (1) provided with a lane keeping support system, and includes a control device (71) for controlling the steering of the vehicle (1).
  • the control device (71) divides the width of the lane (110A) in which the vehicle (1) travels into a plurality of virtual lanes (111, 112, 113, 114, 115).
  • the control device (71) controls the vehicle (1) to travel in one virtual lane among the plurality of virtual lanes (111, 112, 113, 114, 115).
  • virtual lanes divided into a plurality of parts within the width of the lane are regarded, and the vehicle is controlled to travel in one of these virtual lanes.
  • the control device (71) controls as follows when the vehicle (1) traveling in the one virtual lane is about to travel out of the one virtual lane. You may. That is, the control device (71) may control the traveling position of the vehicle (1) so as to return to the inside of the one virtual lane. According to this configuration, when the vehicle is about to travel out of one virtual lane, it is controlled to return the traveling position to the inside of one virtual lane. As a result, it is possible to maintain the running in the divided virtual lane, and it is possible to maintain the straightness of the vehicle.
  • the width of each of the plurality of virtual lanes may be set to be uniform. According to this configuration, the width of each of the plurality of virtual lanes is set to be uniform. This allows the driver to easily recognize the position of each virtual lane.
  • the vehicle (1) traveling in the one virtual lane changes the yaw angle ( ⁇ ) with respect to the forward direction along the lane (110A).
  • the control device (71) may be controlled so as to reduce the change in the yaw angle ( ⁇ ).
  • the yaw angle with respect to the forward direction along the lane increases, for example, the yaw angle is controlled to decrease.
  • the straightness of the vehicle can be maintained by the feedback according to the change of the yaw angle.
  • the control device (71) may be controlled as follows when the rate of change of the yaw angle ( ⁇ ) exceeds the first threshold value (Th1). That is, the control device (71) controls the running virtual lane to change the lane of the vehicle (1) up to the virtual lane adjacent to the side where the yaw angle ( ⁇ ) has changed. You may. According to this configuration, when the change speed of the yaw angle exceeds the first threshold value due to the influence of disturbance during traveling, the lane change is allowed up to the virtual lane adjacent to the virtual lane during traveling. As a result, it becomes possible to control the strong disturbance so as to suppress the occurrence of unnatural behavior.
  • the control device (71) controls as follows when the rate of change of the yaw angle ( ⁇ ) exceeds a second threshold value (Th2) larger than the first threshold value (Th1). You may. That is, the control device (71) causes the vehicle (1) to change lanes to the second virtual lane adjacent to the side where the yaw angle ( ⁇ ) has changed with respect to the running virtual lane. It may be controlled to. According to this configuration, when the change speed of the yaw angle exceeds the second threshold value larger than the first threshold value, the lane change is allowed up to the second virtual lane adjacent to the running virtual lane. As a result, control according to the strength of the disturbance becomes possible, and the occurrence of unnatural behavior can be further suppressed.
  • the vehicle (1) travels on the outermost virtual lane (111, 115) among the plurality of virtual lanes (111, 112, 113, 114, 115). If so, it may be controlled as follows. That is, the control device (71) may be controlled so as not to change the lane of the vehicle (1) regardless of the change speed of the yaw angle ( ⁇ ). According to this configuration, when traveling in the outermost virtual lane among a plurality of virtual lanes, it is controlled so that the lane is not changed even if the change speed of the yaw angle exceeds the first threshold value. As a result, the vehicle can continue to run in the same lane.
  • the control device (71) when the vehicle (1) is to be changed from the one virtual lane to the adjacent virtual lane, the control device (71) is predetermined behind the adjacent virtual lane to be changed.
  • the control may be performed as follows. That is, the control device (71) may be controlled so as not to change the lane of the vehicle (1) regardless of the change speed of the yaw angle ( ⁇ ).
  • change speed of the yaw angle
  • FIG. 1 shows a motorcycle 1 as an example of the vehicle of the present embodiment.
  • the motorcycle 1 includes a front wheel (steering wheel) 3 steered by the steering wheel 2 and a rear wheel (driving wheel) 4 driven by the power unit 20.
  • the motorcycle 1 is a saddle-riding vehicle on which the driver straddles the vehicle body, and can swing (bank) the vehicle body in the left-right direction (roll direction) with reference to the ground contact points of the front and rear wheels 3 and 4.
  • the vehicle of the embodiment is not limited to a vehicle that turns in a direction in which the vehicle body is banked, such as a motorcycle.
  • the vehicle of the embodiment includes a vehicle that turns by steering the steering wheels without banking the vehicle body.
  • the motorcycle 1 is equipped with a steering system component 10A including a steering wheel 2 and a front wheel 3.
  • the steering system component 10A is steerably supported by the head pipe 6.
  • the head pipe 6 is located at the front end of the vehicle body frame 5, which is the skeleton of the motorcycle 1.
  • the front wheels 3 are supported by the lower ends of the pair of left and right front forks 10 in the steering system component 10A.
  • the periphery of the vehicle body frame 5 is covered with the vehicle body cover 12.
  • the vehicle body frame 5 includes a head pipe 6, a pair of left and right main frames 7, a pair of left and right pivot frames 8, and a pair of left and right seat frames 9.
  • the head pipe 6 supports the steering system component 10A so as to be steerable.
  • the left and right main frames 7 extend backward from the head pipe 6.
  • the left and right pivot frames 8 extend downward from the rear ends of the left and right main frames 7.
  • the left and right seat frames 9 extend backward from the upper portions of the left and right pivot frames 8.
  • Pivot shafts 8a along the vehicle width direction are provided to the left and right pivot frames 8.
  • the front end portion of the swing arm 11 is supported by the left and right pivot frames 8 so as to be able to swing up and down via the pivot shaft 8a.
  • the rear wheel 4 is supported by the rear end portion of the swing arm 11.
  • a cushion unit (not shown), which is a shock absorber, is provided between the vehicle body frame 5 and the swing arm 11.
  • a fuel tank 18 is supported on the upper portions of the left and right main frames 7. Behind the fuel tank 18, the seat 19 is supported by the left and right seat frames 9. Below the seat 19, a pair of left and right steps 25 on which the driver seated on the seat 19 rests his / her feet are arranged.
  • the power unit 20 of the motorcycle 1 is supported by the left and right main frames 7 and the left and right pivot frames 8.
  • the output shaft of the power unit 20 is connected to the rear wheel 4 so as to be able to transmit power via a chain type transmission mechanism (not shown).
  • the power unit 20 integrally includes an engine (internal combustion engine) 13 as a prime mover and a transmission 21 connected to the rear of the engine 13.
  • the motorcycle 1 includes a front wheel brake 3B for braking the front wheels 3 and a rear wheel brake 4B for braking the rear wheels 4.
  • the front wheel brake 3B and the rear wheel brake 4B are disc brakes, respectively.
  • the front wheel brake 3B and the rear wheel brake 4B appropriately brake the rotation of the front wheels 3 and the rear wheels 4 by operating the brake lever and the brake pedal, which are brake operators. Further, the front wheel brake 3B and the rear wheel brake 4B appropriately brake the rotation of the front wheel 3 and the rear wheel 4 by operating the brake actuator 102 (see FIG. 4) described later.
  • the motorcycle 1 includes a driving support device 70 (see FIG. 4) that supports a driver's driving operation (in the embodiment, a steering operation for steering the front wheel 3 and a braking operation for braking the front wheel 3 and the rear wheel 4). ing.
  • the driving support device 70 includes a control device 71 that controls a function of automatically intervening in the driver's driving operation (automatic operation intervention function).
  • the automatic operation intervention function includes an automatic steering intervention function and an automatic braking intervention function.
  • the motorcycle 1 is equipped with a lane keeping support system (LKAS: Lane Keeping Assistance System).
  • the automatic steering intervention function is at least part of the lane keeping support system.
  • FIG. 2 shows the front part of the vehicle body as seen from the driver's point of view.
  • the upper portions of the left and right front forks 10 are supported by the head pipe 6 via the steering stem 31.
  • the left and right front forks 10 are telescopic shock absorbers.
  • the steering stem 31 includes a top bridge 32 and a bottom bridge 33 that connect the upper portions of the left and right front forks 10, and a stem shaft (steering shaft) 34 that is inserted into the head pipe 6.
  • the front part of the vehicle body is covered with the front cowl 27 of the vehicle body cover 12.
  • the handle 2 of the motorcycle 1 is a separate left and right handle, and includes a pair of left and right right handles 36 and a left handle 37.
  • the right-hand drive 36 and the left-hand drive 37 are attached to the upper parts of the left and right front forks 10 below the top bridge 32, respectively.
  • a meter device 61 is arranged in front of the front fork 10.
  • the meter device 61 is supported by the vehicle body frame 5 or the front cowl 27.
  • the meter device 61 includes, for example, a display screen 62 such as a liquid crystal display that displays images such as vehicle speed and engine speed, and an indicator lamp group 63 that is arranged around the display screen 62 and notifies various information.
  • the indicator lamp group 63 includes a right indicator lamp 66 arranged on the right side of the display screen 62 and a left indicator lamp 67 arranged on the left side of the display screen 62.
  • the display screen 62 notifies the driver of predetermined information by displaying a predetermined image.
  • the indicator lamp group 63 notifies the driver of predetermined information by performing a predetermined light emission display (lighting or blinking).
  • FIG. 3 shows the periphery of the top bridge 32 as seen from above the stem shaft 34 in the axial direction.
  • a steering input is automatically made to the steering system component 10A by the steering assist device 73, in addition to the operation of the steering wheel 2 by the driver.
  • the steering assist device 73 includes a steering actuator 74, an arm 75, a connecting rod 76, and a steering control unit 77.
  • the steering actuator 74 includes an electric motor that is a drive source for the automatic steering intervention function.
  • the steering actuator 74 is fixed to, for example, the vehicle body frame 5.
  • the base end portion of the arm 75 is integrally rotatably fixed to the drive shaft 74a, which is the output shaft of the steering actuator 74.
  • One end of the connecting rod 76 is swingably connected to the tip of the arm 75 via the first connecting pin 78.
  • the other end of the connecting rod 76 is swingably connected to the rod connecting portion 32a provided on the top bridge 32 via the second connecting pin 79.
  • the operation of the steering actuator 74 is controlled by the steering control unit 77.
  • the output of the steering actuator 74 (rotational torque of the drive shaft 74a) is transmitted to the top bridge 32 via the arm 75 and the connecting rod 76.
  • the steering actuator 74 generates steering torque (assist torque) in the steering system component 10A.
  • the operation support device 70 includes a control device 71, various sensors 81, and various devices 82.
  • the control device 71 controls the operation of the various devices 82 based on the detection information acquired from the various sensors 81.
  • the control device 71 includes, for example, a single or a plurality of ECUs (Electronic Control Units).
  • the control device 71 may be realized at least in part by the cooperation of software and hardware.
  • the control device 71 includes an engine control unit 85, a steering control unit 77, a brake control unit 87, and a display control unit 88.
  • the various sensors 81 include a steering torque sensor 91, a steering angle sensor 92, a vehicle body acceleration sensor 93, a vehicle speed sensor 94, a camera device 96, and a radar device 97.
  • the steering torque sensor 91 is, for example, a magnetostrictive torque sensor provided between the steering wheel 2 and the steering system component 10A other than the steering wheel 2.
  • the steering torque sensor 91 detects the torsional torque (steering input) input from the steering wheel 2 to the other steering system component 10A.
  • the steering angle sensor 92 is, for example, a potentiometer provided on the steering shaft (stem shaft 34).
  • the steering angle sensor 92 detects the rotation angle (steering angle) of the steering shaft with respect to the vehicle body.
  • the vehicle body acceleration sensor 93 is a 5-axis or 6-axis IMU (Inertial Measurement Unit).
  • the vehicle body acceleration sensor 93 detects the angular velocities of the three axes (roll axis, pitch axis, and yaw axis) in the vehicle body, and can estimate the angle and acceleration from the results.
  • the vehicle speed sensor 94 detects, for example, the rotational speed of the output shaft of the power unit 20.
  • the vehicle speed sensor 94 can detect the rotation speed of the rear wheel 4 and thus the vehicle speed of the motorcycle 1 from the rotation speed.
  • the camera device 96 includes a camera using a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS.
  • the camera device 96 periodically photographs the periphery (for example, front / rear / left / right) of the motorcycle 1, for example, by the camera.
  • the camera device 96 generates image data from the captured image through image processing such as filtering and binarization.
  • the radar device 97 radiates radio waves such as millimeter waves around the motorcycle 1.
  • the radar device 97 detects radio waves (reflected waves) reflected by an object around the vehicle.
  • the radar device 97 can detect at least the front / rear / left / right positions (distance and direction with respect to the motorcycle 1) and the speed of the object with respect to the motorcycle 1.
  • the information from the camera device 96 and the radar device 97 described above is used for recognizing the position, type, speed, etc. of the object in the detection direction. Based on this recognition, driving assist control, automatic driving control, and the like of the motorcycle 1 are performed.
  • Various devices 82 include a steering actuator 74, a brake actuator 102, and an indicator lamp group 63.
  • the steering actuator 74 generates steering torque for steering the front wheels 3 separately from the operation of the steering wheel 2 by the driver.
  • the steering actuator 74 may also serve as a steering damper.
  • the brake actuator 102 supplies hydraulic pressure to the front wheel brake 3B and the rear wheel brake 4B to operate the front wheel brake 3B and the rear wheel brake 4B, separately from the operation on the brake controller by the driver.
  • the brake actuator 102 may also serve as a control unit for ABS (Anti-lock Brake System).
  • the brake actuator 102 may be connected to a brake pipe branched from a normal brake circuit.
  • the indicator lamp group 63 includes a right indicator lamp 66 and a left indicator lamp 67.
  • the right indicator lamp 66 and the left indicator lamp 67 emit light in conjunction with the operation of, for example, the steering actuator 74 and the brake actuator 102. This makes the driver aware that the driving support device 70 is functioning.
  • the engine control unit 85 controls the output of the engine 13 based on the throttle opening degree, the suction negative pressure, the fuel injection amount, the valve timing, the ignition timing, and the like in the engine 13. Further, by controlling the output of the engine 13, the vehicle speed of the motorcycle 1 is changed depending on the crank shaft rotation speed of the engine 13 and the gear ratio of the transmission 21.
  • the steering control unit 77 controls the operation of the steering actuator 74 based on the following signals and information.
  • the signals and information were detected by the steering torque signal detected by the steering torque sensor 91, the angular speed signal detected by the vehicle body acceleration sensor 93, the vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor 94, the camera device 96 and the radar device 97. Detection information, etc.
  • the assist torque is applied to the steering system component 10A. This assist torque assists the steering of the front wheels 3, which are the steering wheels. In this way, the steering control unit 77 controls the automatic steering intervention function.
  • the brake control unit 87 controls the operation of the brake actuator 102 based on the engine output, the vehicle speed signal detected by the vehicle speed sensor 94, the detection information detected by the camera device 96 and the radar device 97, and the like. As a result, the front wheel brake 3B and the rear wheel brake 4B generate an assist braking force. The assist braking force assists the braking of the front wheels 3 and the rear wheels 4. In this way, the brake control unit 87 controls the automatic braking intervention function.
  • the display control unit 88 controls the light emission (lighting or blinking) of the right indicator lamp 66 and the left indicator lamp 67 in accordance with the control of the following functions.
  • the control of the function is the control of the automatic steering intervention function by the steering control unit 77 and the control of the automatic braking intervention function by the brake control unit 87.
  • the display control unit 88 controls each of them in synchronization.
  • one of a plurality of lanes constituting the road 110 or a single lane constituting the road 110 is referred to as a lane 110A.
  • the left and right sides of the lane 110A are partitioned by lane markings 111B and 111C.
  • the lane 110A is separated from the other lanes by a pair of left and right parallel lane markings 111B and 111C.
  • the lane 110A is a single lane, at least one of the lane markings 111B and 111C may be a curb or a shoulder.
  • the lane marking 111B on the left side may be a curb or a shoulder
  • the lane marking 111C on the right side may be a median strip.
  • the steering control unit 77 of the control device 71 is input with the detection information of the lane 110A in which the motorcycle 1 is traveling by the camera device 96 and the radar device 97. Based on the detection information from the camera device 96 and the radar device 97, the steering control unit 77 equally divides the width W of the lane 110A (distance between the left and right lane markings 111B and 111C) into a plurality of virtual lanes in the width direction. Make settings. For example, the first virtual lane 111, the second virtual lane 112, the third virtual lane 113, the fourth virtual lane 114, and the fifth virtual lane 115 are set in order from the left lane marking 111B side. For example, the width of each virtual lane 111 to 115 is set so that the motorcycle 1 can roll the vehicle body.
  • the steering control unit 77 sets each virtual lane 111 to 115 by dividing the width W of the lane 110A into substantially equal parts in the width direction. For example, the steering control unit 77 may set the third virtual lane 113 at the center of the lane 110A in the width direction to have a wider width than the other virtual lanes. The steering control unit 77 may set the outermost first virtual lane 111 and fifth virtual lane 115 to a narrower width than the other virtual lanes.
  • Virtual lane boundary virtual lines 121, 122, 123, 124 are set at the boundary positions of each virtual lane from the first virtual lane 111 to the fifth virtual lane 115 by the steering control unit 77, respectively.
  • the lane boundary virtual lines 121, 122, 123, 124 are parallel to the lane markings 111B, 111C.
  • the steering control unit 77 has an automatic steering intervention function so that the motorcycle 1 travels along the lane boundary virtual lines 122 and 123 in the widthwise center of the third virtual lane 113 located in the center of the lane 110A.
  • the steering control unit 77 arranges that when the motorcycle 1 is traveling forward, the vehicle center line C1 extending in the vehicle front-rear direction through the center of the motorcycle 1 in the vehicle width direction is parallel to the lane markings 111B and 111C. Control.
  • the motorcycle 1 is subjected to a lateral disturbance such as a strong crosswind, it is conceivable that the motorcycle 1 is likely to deviate from the virtual lane in which the motorcycle 1 is currently traveling in the width direction.
  • a lateral disturbance such as a strong crosswind
  • the steering control unit 77 of the control device 71 tries to return the motorcycle 1 to the inside (center side) in the width direction of the virtual lane currently traveling by the steering control.
  • the steering control at this time includes yaw angle feedback control and lateral position feedback control, which will be described later.
  • the steering control is not limited to the control of returning the motorcycle 1 to the center side in the width direction of the current virtual lane.
  • the steering control may be simply a control to return to the inside in the width direction of the current virtual lane.
  • the following angle ⁇ may increase to be equal to or higher than the predetermined first threshold value ⁇ 1 due to lateral disturbance.
  • the angle ⁇ is an angle formed by the direction in which the lane 110A extends (direction along the lane markings 111B and 111C) and the traveling direction of the motorcycle 1 (direction along the vehicle center line C1).
  • the steering control unit 77 controls the steering intervention function to return (decrease) the inclination in the traveling direction.
  • the steering control unit 77 has, for example, such that the angle ⁇ is less than the target value (predetermined second threshold value ⁇ 2) smaller than the first threshold value ⁇ 1. Steering control is performed.
  • the above-mentioned angle ⁇ is referred to as a yaw angle
  • the above-mentioned steering control is referred to as a yaw angle feedback control.
  • the automatic steering intervention function is stopped. That is, when the driver M performs a steering operation for changing the lane from the third virtual lane 113 to the second virtual lane 112 or the fourth virtual lane 114, the steering operation is prioritized and the automatic steering intervention function is stopped. do.
  • the motorcycle 1 may be subject to lateral disturbance such as a gust while traveling in, for example, the third virtual lane 113.
  • the motorcycle 1 is likely to travel away from the third virtual lane 113 to one of the left and right sides (the fourth virtual lane 114 side in the figure) without the steering operation (steering wheel input) for changing the lane.
  • the automatic steering intervention function by the steering control unit 77 is activated.
  • the camera device 96 and the radar device 97 perform the following detection. That is, the camera device 96 and the radar device 97 continuously detect the distance in the lane width direction between the vehicle body of the motorcycle 1 and the lane boundary virtual lines 122 and 123 on both the left and right sides of the motorcycle 1. ..
  • the steering control unit 77 performs the following control. That is, the steering control unit 77 controls the motorcycle 1 so as not to deviate from the virtual lane in which the motorcycle 1 is currently traveling (to maintain the traveling in the current virtual lane).
  • the steering control unit 77 applies a relatively weak steering torque to the steering system component 10A, and controls the motorcycle 1 to return to the center side in the width direction of the current virtual lane.
  • the steering control unit 77 applies a relatively strong steering torque to the steering system component 10A.
  • the motorcycle 1 can be returned to the inside of the current virtual lane.
  • the steering control unit 77 detects that the distance in the lane width direction between the motorcycle 1 traveling in the third virtual lane 113 and the right lane boundary virtual line 123 is less than a predetermined threshold value. , Performs the following controls. That is, the steering control unit 77 drives and controls the steering actuator 74 based on this detection information.
  • the position (horizontal position) of the motorcycle 1 in the vehicle width direction is corrected.
  • This steering control is called lateral position feedback control. Even when this lateral position feedback is performed, if the following steering operation (steering wheel input) is performed by the driver M, the automatic steering intervention function is stopped. That is, when the driver M performs a steering operation for changing the lane from the third virtual lane 113 to the second virtual lane 112 or the fourth virtual lane 114, the steering operation is prioritized and the automatic steering intervention function is stopped. do.
  • the following operations are performed to turn the vehicle body in the direction of arrow A. That is, first, the steering wheel is steered in the direction opposite to the direction of arrow A (reverse handle), and the vehicle body is rolled in the direction of arrow A to generate a steering angle in the steering wheel.
  • the steering control unit 77 Controls the following. That is, the steering control unit 77 controls steering so that the traveling direction of the motorcycle 1 is directed in the direction opposite to the change in yaw angle (direction of arrow B in the figure). That is, the steering control unit 77 controls the automatic steering intervention function so as to maintain the running of the third virtual lane 113.
  • the steering control unit 77 when the yaw angular velocity d ⁇ / dt is equal to or higher than the threshold value Th1 (d ⁇ / dt ⁇ Th1), the steering control unit 77 performs the following control. That is, the steering control unit 77 also uses the fourth virtual lane 114 adjacent in the yaw angle change direction (direction of arrow C in the figure) to perform steering control so as to gently return the traveling direction of the motorcycle 1. That is, the steering control unit 77 controls the automatic steering intervention function so as to change the lane from the third virtual lane 113 to the fourth virtual lane 114 adjacent to the yaw angle change direction. The reason for performing such control is that there are the following risks.
  • the steering control unit 77 performs the following control. That is, the steering control unit 77 slowly returns the traveling direction of the motorcycle 1 while allowing the lane change to the second fifth virtual lane 115 adjacent in the yaw angle change direction (see reference numeral 1'in the figure). Steering control. That is, the steering control unit 77 controls the automatic steering intervention function so as to change the lane from the third virtual lane 113 to the second fifth virtual lane 115 adjacent to the yaw angle change direction. In this way, by increasing the lane width required for correcting the traveling direction according to the strength of the disturbance, it is possible to suppress the motorcycle 1 and the driver M from causing a large behavior.
  • the steering control unit 77 controls to operate the automatic steering intervention function as follows.
  • the gust suddenly and strongly acts on the motorcycle 1 and the driver M.
  • the changes in the steering angle, vehicle body acceleration, yaw angle, vehicle speed, etc. detected by the various sensors 81 of the motorcycle 1 become large due to the gust, the behavior of the motorcycle 1 and the driver M becomes large. It is also possible to quickly return the direction of the motorcycle 1 from this state and maintain the running of the third virtual lane 113. However, in that case, the behavior of the motorcycle 1 and the driver M becomes large as in the gust.
  • the steering control unit 77 allows the lane change to the adjacent first or second lane according to the yaw angle change.
  • a sudden steering operation is not performed, and a marginal steering operation is performed. Therefore, the stability of the motorcycle 1 can be ensured, the influence on the posture of the driver M and the like can be suppressed, and the commercial value of the vehicle can be improved.
  • FIG. 10 shows a case where the crosswind does not stop even after the lane change of the motorcycle 1 to the fourth virtual lane 114 as shown in FIG. 9, that is, a continuous crosswind (continuous wind) is received from the vehicle side (left side of the vehicle body).
  • the steering control in the case of crosswind is shown.
  • the steering control unit 77 continues to control the operation of the automatic steering intervention function.
  • the continuous wind shown in FIG. 10 (a) continues with a weaker strength than, for example, a temporary gust.
  • a weaker strength than, for example, a temporary gust.
  • changes in the steering angle, vehicle body acceleration, yaw angle, vehicle speed, etc. detected by the various sensors 81 (see FIG. 4) of the motorcycle 1 due to the continuous wind are the same as in the case of receiving a temporary gust. Or become smaller.
  • the steering control unit 77 performs steering control to continuously drive the motorcycle 1 in the fourth virtual lane 114. At this time, it is not necessary to suddenly control the steering of the motorcycle 1, and it is possible to secure the stability of the motorcycle 1 and suppress the influence on the posture of the driver M and the like.
  • FIG. 11 is a graph showing changes over time in the yaw angle ⁇ when the motorcycle 1 receives a “momentary crosswind” and a “gust (momentary strong crosswind)” from the side while traveling.
  • the vertical axis of each graph shows the yaw angle ⁇ of the motorcycle 1, and the horizontal axis shows the time T.
  • the "momentary crosswind” in FIG. 11A is a relatively weak momentary crosswind.
  • the yaw angular velocity d ⁇ / dt which is the slope of the line L1 indicating the yaw angle ⁇ during this period, is less than the first threshold value Th1 (d ⁇
  • the "gust” in Fig. 11 (b) is a relatively strong momentary crosswind.
  • the yaw angular velocity d ⁇ / dt which is the slope of the line L2 indicating the yaw angle ⁇ during this period, becomes equal to or higher than the first threshold value Th1 (d ⁇ / dt ⁇ Th1).
  • FIG. 12 is a graph showing changes over time in the yaw angle ⁇ when the motorcycle 1 receives a “continuous crosswind” and a “continuous strong crosswind” from the side while traveling.
  • the “continuous crosswind” in FIG. 12 (a) is a relatively weak crosswind that continues continuously.
  • the yaw angular velocity d ⁇ / dt which is the slope of the line L3 indicating the yaw angle ⁇ during this period, is less than the first threshold value Th1 (d ⁇ / dt ⁇ Th1).
  • the “continuously strong crosswind” in FIG. 12 (b) is a continuously relatively strong crosswind.
  • the yaw angular velocity d ⁇ / dt which is the slope of the line L4 indicating the yaw angle ⁇ during this period, becomes equal to or higher than the first threshold value Th1 (d ⁇ / dt ⁇ Th1).
  • the motorcycle 1 of the embodiment includes a lane keeping support system and a control device 71 for controlling the steering of the motorcycle 1.
  • the control device 71 divides the width of the lane 110A on which the motorcycle 1 travels into a plurality of virtual lanes 111, 112, 113, 114, 115.
  • the control device 71 controls the motorcycle 1 to travel in one of the virtual lanes 111, 112, 113, 114, 115.
  • virtual lanes 111, 112, 113, 114, 115 divided into a plurality of lanes within the width of the lane 110A are regarded, and one of these virtual lanes is regarded as the virtual lane. Control the vehicle to run. As a result, even if the vehicle is suddenly disturbed, it is possible to maintain traveling in the same lane while allowing movement in the divided virtual lanes. As a result, it is possible to suppress giving the driver unnatural behavior while maintaining the straightness of the vehicle.
  • the control device 71 controls as follows when the motorcycle 1 traveling in the one virtual lane is about to travel out of the one virtual lane. That is, the control device 71 controls so that the traveling position of the motorcycle 1 is returned to the inside of the one virtual lane. According to this configuration, when the vehicle is about to travel out of one virtual lane, it is controlled to return the traveling position to the inside of one virtual lane. As a result, it is possible to maintain the running in the divided virtual lane, and it is possible to maintain the straightness of the vehicle.
  • the widths of the plurality of virtual lanes 111, 112, 113, 114, 115 are set to be uniform. As a result, the driver can easily recognize the positions of the virtual lanes 111, 112, 113, 114, 115.
  • the control device 71 is described below when the motorcycle 1 traveling in the one virtual lane changes the yaw angle ⁇ with respect to the forward direction along the lane 110A. To control. That is, the control device 71 controls so as to reduce the change in the yaw angle ⁇ . According to this configuration, when the yaw angle ⁇ with respect to the forward direction along the lane 110A increases, for example, the yaw angle ⁇ is controlled to decrease. As a result, the straightness of the vehicle can be maintained by the feedback according to the change of the yaw angle ⁇ .
  • the control device 71 controls as follows when the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the first threshold value Th1. That is, the control device 71 controls the running virtual lane to change the lane of the motorcycle 1 up to the virtual lane adjacent to the side where the yaw angle ⁇ has changed. According to this configuration, when the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the first threshold value Th1 due to the influence of disturbance during traveling, the lane change is allowed up to the virtual lane adjacent to the virtual lane during traveling. As a result, it becomes possible to control the strong disturbance so as to suppress the occurrence of unnatural behavior.
  • the control device 71 controls as follows. That is, the control device 71 controls the running virtual lane to change the lane of the motorcycle 1 up to the second virtual lane adjacent to the side where the yaw angle ⁇ has changed. According to this configuration, when the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the second threshold value larger than the first threshold value, the lane change is allowed up to the second virtual lane adjacent to the running virtual lane. As a result, control according to the strength of the disturbance becomes possible, and the occurrence of unnatural behavior can be further suppressed.
  • FIG. 13 shows a situation in which the motorcycle 1 is traveling in the fifth virtual lane 115, which is the outermost virtual lane on one side (right side) of the lane 110A, as a modification of the embodiment. Further, in this case (that is, when there is no changeable lane on the right side), a situation where a gust is received from the side (left side) opposite to the fifth virtual lane 115 is shown. At this time, even if the motorcycle 1 receives a gust from the side (left side) opposite to the fifth virtual lane 115, there is no virtual lane that can change the lane on the leeward side of the motorcycle 1. Therefore, the steering control unit 77 controls the automatic steering intervention function so that the motorcycle 1 maintains the fifth virtual lane 115 and travels based on the detection information by the various sensors 81.
  • the steering control unit 77 controls as follows. do. That is, the steering control unit 77 does not change the lane of the motorcycle 1 regardless of the yaw angle ⁇ and the yaw angular velocity d ⁇ / dt, and the automatic steering intervention is performed so as to maintain the fifth virtual lane 115 and continue traveling. Control functions. The same control is performed when the motorcycle 1 is traveling in the first virtual lane 111, which is the outermost virtual lane on the other side (left side) of the lane 110A.
  • control device 71 is described below when the motorcycle 1 is traveling in the outermost virtual lanes 111, 115 among the plurality of virtual lanes 111, 112, 113, 114, 115. To control. That is, the control device 71 controls the motorcycle 1 so as not to change the lane even if the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the first threshold value Th1. According to this configuration, when traveling in the outermost virtual lane among a plurality of virtual lanes, control is performed so that the lane is not changed even if the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the first threshold value. As a result, the vehicle can continue to run in the same lane.
  • FIG. 14 shows, as another modification of the embodiment, a situation when the motorcycle 1 is traveling in, for example, the third virtual lane 113 in the lane 110A and tries to change the lane to the adjacent fourth virtual lane 114. Further, at this time, it shows a situation in which a following vehicle 130 (another vehicle) traveling in the fourth virtual lane 114 is present behind the motorcycle 1. At this time, the steering control unit 77 determines whether or not the inter-vehicle distance between the motorcycle 1 and the following vehicle 130 is shorter than a predetermined threshold value based on the detection information from the various sensors 81.
  • the automatic steering intervention function is performed so as to maintain the third virtual lane 113 and continue traveling without changing the lane of the motorcycle 1.
  • the automatic steering intervention function is controlled so that the motorcycle 1 changes lanes to the fourth virtual lane 114.
  • the steering control unit 77 detects the relative speed between the motorcycle 1 and the following vehicle 130 based on the detection information from the various sensors 81, and determines whether or not the lane can be changed in consideration of this relative speed. May be good.
  • the control device 71 when the motorcycle 1 is to change the lane from the one virtual lane to the adjacent virtual lane, the control device 71 is within a predetermined distance behind the adjacent virtual lane to be changed.
  • the control is performed as follows. That is, the control device 71 controls the motorcycle 1 so as not to change the lane even if the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the first threshold value Th1.
  • the control is performed when the motorcycle 1 is to be changed from one virtual lane to an adjacent virtual lane. That is, it is controlled so that the lane is not changed even if the change speed of the yaw angle ⁇ exceeds the first threshold value Th1. As a result, the vehicle can continue to run in the same lane.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the present invention can be applied to vehicles other than motorcycles.
  • Saddle-type vehicles including motorcycles (including motorized bicycles and scooter-type vehicles), include all vehicles in which the driver rides across the vehicle body. That is, the saddle-riding type vehicle includes not only a two-wheeled vehicle but also a three-wheeled vehicle (including a front two-wheeled and rear one-wheeled vehicle in addition to the front one-wheeled and rear two-wheeled vehicle) or a four-wheeled vehicle. It also includes vehicles that include electric motors in their prime movers.
  • a small vehicle such as a saddle-riding vehicle is desirable because it is easy to set a virtual lane in which a plurality of lanes are divided, but the vehicle is not limited to the saddle-riding vehicle.
  • the disturbance acting on the vehicle is not limited to the crosswind, gust, and other winds of the embodiment, but other vehicles located around the own vehicle, water, earth and sand, vegetation, falling objects, and the like can be considered.
  • the configuration in the above embodiment is an example of the present invention. That is, various changes can be made without departing from the gist of the present invention, such as replacing the constituent elements of the embodiment with well-known constituent elements.

Landscapes

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Abstract

この車両(1)は、車線維持支援システムを備えるとともに、当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)を備え、前記制御装置(71)は、当該車両(1)が走行する車線(110A)の幅内を複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)に分割し、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の一つの仮想レーン内を当該車両(1)が走行するように制御する。前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記一つの仮想レーン内から外れて走行しそうになった場合に、当該車両(1)の走行位置を前記一つの仮想レーンの内側に戻すように制御する。

Description

車両
 本発明は、車両に関する。
 本願は、2020年12月24日に、日本に出願された特願2020-214794号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 従来、車線維持支援システムを備える車両において、当該車両が走行中に強い横風を受けたときでも、車線に沿った走行を維持することを可能とした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第5958257号公報
 上記従来の技術において、突風等による横方向の強い外乱を受けた場合、これに対抗するような操舵制御を行うこともできる。しかし、この場合、運転者に不自然な挙動を与える虞がある。
 そこで本発明は、車線維持支援システムを備える車両において、不自然な挙動の発生を抑制することを目的とする。
 上記課題の解決手段として、本発明は、車線維持支援システムを備える車両(1)であって、当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)を備えている。前記制御装置(71)は、当該車両(1)が走行する車線(110A)の幅内を複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)に分割する。前記制御装置(71)は、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の一つの仮想レーン内を当該車両(1)が走行するように制御する。
 この構成によれば、車線維持支援システムを備える車両において、車線の幅内で複数に分割した仮想レーンを見立て、これらの内の一つの仮想レーン内を当該車両が走行するように制御する。これにより、当該車両が突然の外乱を受けた場合でも、分割された仮想レーン内での移動を許容しつつ、同一車線内の走行を維持することができる。これにより、車両の直進性を保ちつつ、運転者に不自然な挙動を与えることを抑えることができる。
 本発明において、前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記一つの仮想レーン内から外れて走行しそうになった場合に、以下のように制御してもよい。すなわち、前記制御装置(71)は、当該車両(1)の走行位置を前記一つの仮想レーンの内側に戻すように制御してもよい。
 この構成によれば、当該車両が一つの仮想レーンから外れて走行しそうになった場合に、一つの仮想レーンの内側に走行位置を戻すように制御する。これにより、分割された仮想レーン内の走行を維持することができ、車両の直進性を保つことができる。
 本発明において、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)のそれぞれの幅は、均一になるように設定されてもよい。
 この構成によれば、複数の仮想レーンのそれぞれの幅が均一となるように設定される。これにより、運転者が各仮想レーンの位置を容易に認識することができる。
 本発明において、前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記車線(110A)に沿った前進方向を基準とするヨー角(θ)を変化させたときに、以下のように制御してもよい。すなわち、前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化を小さくするように制御してもよい。
 この構成によれば、車線に沿った前進方向を基準とするヨー角が例えば増加したときに、このヨー角が小さくなるように制御する。これにより、ヨー角の変化に応じたフィードバックによって車両の直進性を維持することができる。
 本発明において、前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度が第一の閾値(Th1)を超えた場合、以下のように制御してもよい。すなわち、前記制御装置(71)は、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角(θ)が変化した側に隣接する仮想レーンまで、当該車両(1)をレーン変更させるように制御してもよい。
 この構成によれば、走行中の外乱等の影響によりヨー角の変化速度が第一の閾値を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、強い外乱をいなすように制御可能となり、不自然な挙動の発生を抑えることができる。
 本発明において、前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度が前記第一の閾値(Th1)よりも大きい第二の閾値(Th2)を超えた場合、以下のように制御してもよい。すなわち、前記制御装置(71)は、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角(θ)が変化した側に隣接する二本目の仮想レーンまで、当該車両(1)をレーン変更させるように制御してもよい。
 この構成によれば、ヨー角の変化速度が、第一の閾値よりも大きい第二の閾値を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する二本目の仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、外乱の強さに応じた制御が可能となり、不自然な挙動の発生をより一層抑えることができる。
 本発明において、前記制御装置(71)は、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の最外端の仮想レーン(111,115)を当該車両(1)が走行している場合、以下のように制御してもよい。すなわち、前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度によらず、当該車両(1)をレーン変更させないように制御してもよい。
 この構成によれば、複数の仮想レーンの中の最外端の仮想レーンを走行している場合、ヨー角の変化速度が第一の閾値を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
 本発明において、前記制御装置(71)は、当該車両(1)を前記一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンへレーン変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両(130)が走行している場合、以下のように制御してもよい。すなわち、前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度によらず、当該車両(1)をレーン変更させないように制御してもよい。
 この構成によれば、当該車両を一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンに変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両が走行している場合、以下の制御を行う。すなわち、ヨー角の変化速度が第一の閾値を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
 本発明によれば、車線維持支援システムを備える車両において、不自然な挙動の発生を抑制することができる。
本発明の実施形態の自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車の車体前部を運転者目線から見た斜視図である。 上記自動二輪車のステアリングアクチュエータの説明図である。 上記自動二輪車の運転支援装置のブロック図である。 上記運転支援装置の制御装置が走行車線に設定する複数の仮想レーンを示す説明図である。 上記制御装置が行うヨー角フィートバック制御を示す説明図である。 上記制御装置が行う横位置フィードバック制御を示す説明図である。 上記ヨー角フィードバック制御におけるヨー角の変化速度に応じたパターンを示す説明図である。 突風作用時の操舵制御の一例を示す説明図である。 連続した横風の作用時の操舵制御の一例を示す説明図である。 突風作用時のヨー角の経時変化を示すグラフである。 連続した横風の作用時のヨー角の経時変化を示すグラフである。 突風作用時の操舵制御の変形例を示す説明図である。 突風作用時の操舵制御の他の変形例を示す説明である。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ、以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印FR、車両左方を示す矢印LH、車両上方を示す矢印UPが示されている。
<車両全体>
 図1は、本実施形態の車両の一例としての自動二輪車1を示す。自動二輪車1は、ハンドル2によって操舵される前輪(操舵輪)3と、パワーユニット20によって駆動される後輪(駆動輪)4と、を備えている。自動二輪車1は、運転者が車体を跨いで乗車する鞍乗り型車両であり、前後輪3,4の接地点を基準に車体を左右方向(ロール方向)に揺動(バンク)可能である。実施形態の車両は、自動二輪車のように車体をバンクさせた方向に旋回する車両に限らない。実施形態の車両は、車体をバンクさせずに操舵輪の操舵によって旋回する車両を含む。
 自動二輪車1は、ハンドル2及び前輪3を含むステアリング系部品10Aを備えている。ステアリング系部品10Aは、ヘッドパイプ6に操舵可能に支持されている。ヘッドパイプ6は、自動二輪車1の骨格となる車体フレーム5の前端部にある。前輪3は、ステアリング系部品10Aにおける左右一対のフロントフォーク10の下端部に支持されている。車体フレーム5の周囲は、車体カバー12で覆われている。
 車体フレーム5は、ヘッドパイプ6、左右一対のメインフレーム7、左右一対のピボットフレーム8、左右一対のシートフレーム9を備えている。
 ヘッドパイプ6は、ステアリング系部品10Aを操舵可能に支持する。左右のメインフレーム7は、ヘッドパイプ6から後ろ下がりに延びる。左右のピボットフレーム8は、左右のメインフレーム7の各後端部からそれぞれ下方に延びる。左右のシートフレーム9は、左右のピボットフレーム8の各上部からそれぞれ後ろ上がりに延びる。
 左右のピボットフレーム8には、車幅方向に沿うピボット軸8aが渡設される。左右のピボットフレーム8には、ピボット軸8aを介して、スイングアーム11の前端部が上下揺動可能に支持されている。後輪4は、スイングアーム11の後端部に支持されている。車体フレーム5とスイングアーム11との間には、緩衝器であるクッションユニット(不図示)が渡設される。
 左右のメインフレーム7の上部には、燃料タンク18が支持されている。燃料タンク18の後方には、左右のシートフレーム9によってシート19が支持されている。シート19の下方には、シート19に着座した運転者が足を載せる左右一対のステップ25が配置されている。
 自動二輪車1のパワーユニット20は、左右のメインフレーム7及び左右のピボットフレーム8に支持されている。パワーユニット20の出力軸は、チェーン式伝動機構(不図示)を介して、後輪4に動力伝達可能に接続されている。
 パワーユニット20は、原動機となるエンジン(内燃機関)13と、エンジン13の後方に連なる変速機21と、を一体に備えている。
 自動二輪車1は、前輪3を制動する前輪ブレーキ3Bと、後輪4を制動する後輪ブレーキ4Bと、を備えている。前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、それぞれディスクブレーキである。
 前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、ブレーキ操作子であるブレーキレバー及びブレーキペダルが操作されることで、前輪3および後輪4の回転を適宜制動する。また、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bは、後述するブレーキアクチュエータ102(図4参照)が作動することによっても、前輪3および後輪4の回転を適宜制動する。
 自動二輪車1は、運転者の運転操作(実施形態では、前輪3を操舵する操舵操作、および前輪3及び後輪4を制動する制動操作)を支援する運転支援装置70(図4参照)を備えている。運転支援装置70は、運転者の運転操作に自動で介入する機能(自動操作介入機能)を制御する制御装置71を備えている。自動操作介入機能は、自動操舵介入機能及び自動制動介入機能を含む。自動二輪車1は、車線維持支援システム(LKAS:Lane Keeping Assistance System)を備えている。自動操舵介入機能は、車線維持支援システムの少なくとも一部をなしている。
 図2は、運転者目線から見た車体前部を示す。左右のフロントフォーク10の上部は、ステアリングステム31を介してヘッドパイプ6に支持されている。左右のフロントフォーク10は、テレスコピック型の緩衝器である。ステアリングステム31は、左右のフロントフォーク10の上部同士を連結するトップブリッジ32およびボトムブリッジ33、ならびにヘッドパイプ6に挿通されるステムシャフト(操舵軸)34を備えている。車体前部は車体カバー12のフロントカウル27に覆われている。
 例えば、自動二輪車1のハンドル2は、左右別体式のセパレートハンドルであり、左右一対の右ハンドル36及び左ハンドル37を備えている。例えば、右ハンドル36及び左ハンドル37は、それぞれトップブリッジ32の下方において左右のフロントフォーク10の上部に取り付けられている。
 フロントフォーク10の前方には、メータ装置61が配置される。メータ装置61は、車体フレーム5又はフロントカウル27に支持されている。メータ装置61は、例えば車速およびエンジン回転数などを画像表示する液晶ディスプレイ等の表示画面62と、表示画面62の周囲に配置されて各種情報を通知するインジケータランプ群63と、を備えている。
 インジケータランプ群63は、表示画面62の右側方に配置される右インジケータランプ66と、表示画面62の左側方に配置される左インジケータランプ67と、を備える。
 表示画面62は、予め定めた画像表示を行うことによって、運転者に予め定めた情報を通知する。インジケータランプ群63は、予め定めた発光表示(点灯または点滅)を行うことによって、運転者に予め定めた情報を通知する。
 図3は、ステムシャフト34の軸方向上方から見たトップブリッジ32周辺を示している。
 ステアリング系部品10Aには、運転者によるハンドル2への操作とは別に、ステアリングアシスト装置73により自動で操舵入力がなされる。
 ステアリングアシスト装置73は、ステアリングアクチュエータ74、アーム75、連結ロッド76、ステアリング制御部77を備えている。
 ステアリングアクチュエータ74は、自動操舵介入機能の駆動源となる電動モータを含む。ステアリングアクチュエータ74は、例えば車体フレーム5に固定されている。ステアリングアクチュエータ74の出力軸である駆動軸74aには、アーム75の基端部が一体回動可能に固定されている。アーム75の先端部には、連結ロッド76の一端部が第1連結ピン78を介して揺動可能に連結されている。連結ロッド76の他端部は、トップブリッジ32に設けられたロッド連結部32aに、第2連結ピン79を介して揺動可能に連結される。
 ステアリングアクチュエータ74の作動は、ステアリング制御部77によって制御される。ステアリングアクチュエータ74の出力(駆動軸74aの回転トルク)は、アーム75及び連結ロッド76を介して、トップブリッジ32に伝達される。これにより、ステアリングアクチュエータ74は、ステアリング系部品10Aに操舵トルク(アシストトルク)を発生させる。
<運転支援装置>
 図4に示すように、運転支援装置70は、制御装置71、各種センサ類81、各種装置類82を備える。制御装置71は、各種センサ類81から取得した検出情報に基づき、各種装置類82の作動を制御する。
 制御装置71は、例えば、単一または複数のECU(Electronic Control Unit)からなる。制御装置71は、少なくとも一部がソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。
 制御装置71は、エンジン制御部85、ステアリング制御部77、ブレーキ制御部87、表示制御部88を備える。
 各種センサ類81は、操舵トルクセンサ91、操舵角センサ92、車体加速度センサ93、車速センサ94、カメラ装置96、レーダ装置97を備える。
 操舵トルクセンサ91は、例えばハンドル2とハンドル2以外のステアリング系部品10Aとの間に設けられた磁歪式トルクセンサである。操舵トルクセンサ91は、ハンドル2から他のステアリング系部品10Aに入力される捩じりトルク(操舵入力)を検出する。
 操舵角センサ92は、例えば、操舵軸(ステムシャフト34)に設けられたポテンショメータである。操舵角センサ92は、車体に対する操舵軸の回動角度(操舵角度)を検出する。
 車体加速度センサ93は、5軸または6軸のIMU(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)である。車体加速度センサ93は、車体における3軸(ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸)の角速度を検出し、さらにその結果から角度及び加速度を推定可能とする。
 車速センサ94は、例えばパワーユニット20の出力軸の回転速度を検出する。車速センサ94は、前記回転速度から後輪4の回転速度ひいては自動二輪車1の車速を検知可能とする。
 カメラ装置96は、CCDやCMOS等の固体撮像素子を用いたカメラを備える。カメラ装置96は、前記カメラによって、例えば周期的に自動二輪車1の周辺(例えば前後左右)を撮影する。カメラ装置96は、撮影した画像からフィルタリングや二値化などの画像処理を経て画像データを生成する。
 レーダ装置97は、自動二輪車1の周辺にミリ波などの電波を放射する。レーダ装置97は、車両周囲の物体によって反射された電波(反射波)を検出する。レーダ装置97は、少なくとも前記物体における、自動二輪車1に対する前後左右の位置(自動二輪車1に対する距離及び方位)と速度とを検知可能とする。
 上記したカメラ装置96及びレーダ装置97からの情報は、検出方向の物体の位置、種類、速度等の認識に供される。この認識に基づいて、自動二輪車1の運転アシスト制御や自動運転制御等がなされる。
 各種装置類82は、ステアリングアクチュエータ74、ブレーキアクチュエータ102、インジケータランプ群63を備える。
 ステアリングアクチュエータ74は、運転者によるハンドル2への操作とは別に、前輪3を操舵する操舵トルクを発生させる。ステアリングアクチュエータ74は、ステリングダンパーを兼ねてもよい。
 ブレーキアクチュエータ102は、運転者によるブレーキ操作子への操作とは別に、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bに液圧を供給して、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bを作動させる。ブレーキアクチュエータ102は、ABS(Anti-lock Brake System)の制御ユニットを兼ねていてもよい。ブレーキアクチュエータ102は、通常のブレーキ回路から分岐させたブレーキ配管に接続されていてもよい。
 インジケータランプ群63は、右インジケータランプ66及び左インジケータランプ67を備えている。右インジケータランプ66及び左インジケータランプ67は、例えばステアリングアクチュエータ74およびブレーキアクチュエータ102の作動と連動して発光する。これにより、運転支援装置70が機能していることを運転者に認識させる。
 次に、制御装置71について説明する。
 エンジン制御部85は、エンジン13におけるスロットル開度、吸入負圧、燃料噴射量、バルブタイミング、点火時期等に基づいてエンジン13の出力を制御する。また、エンジン13の出力が制御されることで、エンジン13のクランク軸回転数と変速機21の変速比とにより、自動二輪車1の車速が変更される。
 ステアリング制御部77は、以下の信号および情報などに基づいて、ステアリングアクチュエータ74の作動を制御する。前記信号および情報は、操舵トルクセンサ91により検出された操舵トルク信号、車体加速度センサ93により検出された角速度信号、車速センサ94により検出された車速信号、カメラ装置96及びレーダ装置97により検出された検出情報、などである。これにより、ステアリング系部品10Aにアシストトルクが付与される。このアシストトルクにより、操舵輪である前輪3の操舵がアシストされる。このように、ステアリング制御部77は、自動操舵介入機能の制御を行う。
 ブレーキ制御部87は、エンジン出力、車速センサ94により検出された車速信号、カメラ装置96及びレーダ装置97により検出された検出情報などに基づいて、ブレーキアクチュエータ102の作動を制御する。これにより、前輪ブレーキ3B及び後輪ブレーキ4Bがアシスト制動力を発生する。このアシスト制動力により、前輪3及び後輪4の制動がアシストされる。このように、ブレーキ制御部87は、自動制動介入機能の制御を行う。
 表示制御部88は、以下の機能の制御に伴って、右インジケータランプ66及び左インジケータランプ67の発光(点灯又は点滅)を制御する。前記機能の制御は、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能の制御、及びブレーキ制御部87による自動制動介入機能の制御である。
 表示制御部88は、ステアリングアクチュエータ74及びブレーキアクチュエータ102が作動しているときは、それぞれの制御が同期して行われる。
 上記したエンジン制御部85、ステアリング制御部77、ブレーキ制御部87、表示制御部88は、全てマイクロコンピュータを備えるとともに、相互に通信自在に構成される。
<操舵介入機能における外乱への対応>
 以下、操舵介入機能における外乱への対応の一例について説明する。以下の説明において、自動二輪車1が走行する道路は左側通行とするが、右側通行の道路であっても適用可能である。
 図5に示すように、道路110を構成する複数の車線のうちの一つ、又は道路110を構成する単一の車線を、車線110Aとする。車線110Aは、左右両側を区画線111B,111Cで区画されている。車線110Aは、複数の車線のうちの一つである場合、左右一対の平行な区画線111B,111Cで他の車線と区切られている。車線110Aが単一の車線である場合、区画線111B,111Cの少なくとも一方が縁石や路肩でもよい。左側通行の道路の場合、左側の区画線111Bが縁石や路肩でもよく、右側の区画線111Cが中央分離帯でもよい。
 図4を併せて参照し、制御装置71のステアリング制御部77には、カメラ装置96及びレーダ装置97によって、自動二輪車1が走行する車線110Aの検出情報が入力される。
 ステアリング制御部77は、カメラ装置96及びレーダ装置97からの検出情報に基づき、車線110Aの幅(左右区画線111B,111Cの間の距離)W内を、幅方向で複数の仮想レーンに等分割する設定を行う。例えば、左側の区画線111B側から順に、第一仮想レーン111、第二仮想レーン112、第三仮想レーン113、第四仮想レーン114、第五仮想レーン115のように設定する。例えば、各仮想レーン111~115の幅は、自動二輪車1が車体をロール可能な程度に設定される。
 例えば、ステアリング制御部77は、車線110Aの幅W内を幅方向でほぼ等分割して各仮想レーン111~115を設定する。例えば、ステアリング制御部77は、車線110Aの幅方向中央の第三仮想レーン113を他の仮想レーンよりも広い幅に設定してもよい。ステアリング制御部77は、最外側の第一仮想レーン111、第五仮想レーン115を他の仮想レーンよりも狭い幅に設定してもよい。
 上記第一仮想レーン111から第五仮想レーン115までの各仮想レーンの境界位置には、ステアリング制御部77によって、それぞれ仮想のレーン境界仮想線121,122,123,124が設定される。レーン境界仮想線121,122,123,124は、区画線111B,111Cと平行である。
 例えば、ステアリング制御部77は、自動二輪車1が、車線110Aの中央に位置する第三仮想レーン113の幅方向中央を、レーン境界仮想線122,123に沿って走行するように、自動操舵介入機能の制御を行う。ステアリング制御部77は、自動二輪車1が前進走行しているときには、自動二輪車1の車幅方向中央を通って車両前後方向に延びる車両中央線C1が、区画線111B,111Cと平行となるように制御する。
 ここで、自動二輪車1が強い横風を受ける等、横方向の外乱を受けた場合、自動二輪車1が現在走行している仮想レーンから幅方向で外れそうになることが考えられる。これは、運転者Mによるハンドル入力がないのに自動二輪車1の進行方向が幅方向でずれる場合である。この場合、制御装置71のステアリング制御部77は、操舵制御により、自動二輪車1を現在走行している仮想レーンの幅方向の内側(中央側)に戻そうとする。このときの操舵制御には、後述するヨー角フィードバック制御と横位置フィードバック制御とがある。なお、前記操舵制御は、自動二輪車1を現在の仮想レーンの幅方向中央側に戻す制御に限らない。前記操舵制御は、単に現在の仮想レーンの幅方向内側に戻す制御でもよい。
 図6(a)に示すように、自動二輪車1が走行中、横方向の外乱によって、以下の角度θが増加して予め定めた第一の閾値θ1以上となることがある。前記角度θは、車線110Aが延びる方向(区画線111B,111Cに沿う方向)と自動二輪車1の進行方向(車両中央線C1に沿う方向)とのなす角度である。角度θが第一の閾値θ1以上となる場合、ステアリング制御部77は、操舵介入機能によって、進行方向の傾きを戻す(小さくする)ように制御する。
 すなわち、図6(b)に示すように、ステアリング制御部77は、例えば前記角度θが、第一の閾値θ1よりも小さい目標値(予め定めた第二の閾値θ2)未満となるように、操舵制御を行う。実施形態では、前述の角度θをヨー角と称し、前述の操舵制御をヨー角フィードバック制御と称する。このヨー角フィードバック制御により、ヨー角θを目標値未満に抑え、自動二輪車1の車線110A内での走行が維持される(レーンキープ)。
 なお、図6において、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が作動しているときに、運転者Mによって以下の操舵操作(ハンドル入力)がなされると、自動操舵介入機能は停止する。すなわち、運転者Mによって、第三仮想レーン113から第二仮想レーン112又は第四仮想レーン114にレーン変更しようとする操舵操作がなされると、その操舵操作が優先され、自動操舵介入機能は停止する。
 図7(a)に示すように、自動二輪車1は、例えば第三仮想レーン113を走行中に、突風などの横方向の外乱を受けることがある。この場合、自動二輪車1は、レーン変更しようとする操舵操作(ハンドル入力)がないまま、第三仮想レーン113から左右一方側(図では第四仮想レーン114側)に外れて走行しそうになることがある。この場合も、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が作動する。
 自動二輪車1が第三仮想レーン113を走行中には、カメラ装置96及びレーダ装置97が以下の検出を行う。すなわち、カメラ装置96及びレーダ装置97は、自動二輪車1の車体と、自動二輪車1の左右両側のレーン境界仮想線122,123と、の間の車線幅方向の距離を継続して検出している。横方向の外乱のない通常走行時において、車線維持支援システムが起動している場合、ステアリング制御部77は、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、自動二輪車1が現在走行している仮想レーンから外れないように(現在の仮想レーン内の走行を維持するように)制御する。ステアリング制御部77は、ステアリング系部品10Aに比較的弱い操舵トルクを付与し、自動二輪車1を現在の仮想レーンの幅方向中央側に戻す制御を行う。
 そして、図7(a)に示す如く自動二輪車1が横方向の外乱受けた場合にも、ステアリング制御部77は、ステアリング系部品10Aに比較的強い操舵トルクを付与する。これにより、図7(b)に示すように、自動二輪車1を現在の仮想レーンの内側に戻すことが可能である。
 例えば、ステアリング制御部77は、第三仮想レーン113を走行する自動二輪車1と右側のレーン境界仮想線123との間の車線幅方向の距離が、予め定めた閾値未満になったことを検出すると、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、この検出情報に基づいて、ステアリングアクチュエータ74を駆動制御する。これにより、ステアリング系部品10Aに比較的強い操舵トルクが付与され、図7(b)中矢印Aで示すように、自動二輪車1の車体を左側に向けさせる。すなわち、自動二輪車1を第三仮想レーン113の内側(幅方向中央側)へ戻すように操舵制御がなされる。
 このように、自動二輪車1が第三仮想レーン113から外れそうになると、自動二輪車1の車幅方向の位置(横位置)が修正される。この操舵制御を横位置フィードバック制御と称する。
 この横位置フィードバックが行われているときにも、運転者Mによって以下の操舵操作(ハンドル入力)がなされると、自動操舵介入機能は停止する。すなわち、運転者Mによって、第三仮想レーン113から第二仮想レーン112又は第四仮想レーン114にレーン変更しようとする操舵操作がなされると、その操舵操作が優先され、自動操舵介入機能は停止する。
 自動二輪車1のように、車体をロール(バンク)させて操舵輪(前輪3)に舵角を与える車両の場合、車体を矢印A方向に向けるには、以下の動作がある。すなわち、まず、矢印A方向とは逆の方向に操舵輪を転舵し(逆ハンドル)、車体を矢印A方向にロールさせることで、操舵輪に舵角を生じさせる。
 図8(a)に示すように、自動二輪車1の進行方向が、例えば横方向の突風などの外乱によって図中右側に傾いたとき、ヨー角θの変化速度(以下、ヨー角速度という)dθ/dtに応じて、自動操舵介入機能の制御が変化する。
 図8(b)に示すように、ヨー角θの変化量を微分したヨー角速度dθ/dtが、予め定めた第一の閾値Th1未満である場合(dθ/dt<Th1)、ステアリング制御部77は、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、ヨー角変化とは逆の方向(図中矢印B方向)に自動二輪車1の進行方向を向けるように操舵制御する。すなわち、ステアリング制御部77は、第三仮想レーン113の走行を維持するように、自動操舵介入機能を制御する。
 図8(c)に示すように、ヨー角速度dθ/dtが閾値Th1以上である場合(dθ/dt≧Th1)、ステアリング制御部77は、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、ヨー角変化方向(図中矢印C方向)で隣接する第四仮想レーン114も利用して、自動二輪車1の進行方向を緩やかに戻すように操舵制御する。すなわち、ステアリング制御部77は、第三仮想レーン113からヨー角変化方向に隣接する第四仮想レーン114にレーン変更するように、自動操舵介入機能を制御する。このような制御を行う理由としては、以下の虞があるからである。すなわち、ヨー角速度dθ/dtが大きい場合、第三仮想レーン113の走行を維持させるような急な操舵制御を行うと、自動二輪車1や運転者Mに大きな挙動を生じさせる虞があるからである。
 さらに、ヨー角速度dθ/dtが閾値Th1よりも大きい閾値として予め定めた第二の閾値Th2を超えた場合、ステアリング制御部77は、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、ヨー角変化方向で隣接する二本目の第五仮想レーン115までレーン変更を許容しながら(図中符号1’参照)、自動二輪車1の進行方向を緩やかに戻すように操舵制御する。すなわち、ステアリング制御部77は、第三仮想レーン113からヨー角変化方向に隣接する二本目の第五仮想レーン115にレーン変更するように、自動操舵介入機能を制御する。このように、外乱の強さに応じて、進行方向の修正に要するレーン幅を増やすことで、自動二輪車1や運転者Mに大きな挙動を生じさせることを抑制することができる。
 図9(a)に示すように、例えば、車線110Aの第三仮想レーン113を走行中に、車両側方(車両左側方)から外乱として突風を受けた場合について説明する。この場合、ステアリング制御部77(図4参照)は、以下の様に自動操舵介入機能を作動させる制御を行う。
 突風は、急に且つ強く自動二輪車1及び運転者Mに作用する。突風により自動二輪車1の各種センサ類81(図4参照)が検出する操舵角、車体加速度、ヨー角、車速などの変化が大きくなると、自動二輪車1及び運転者Mの挙動は大きくなる。この状態から速やかに自動二輪車1の向きを戻して第三仮想レーン113の走行を維持することもできる。しかし、その場合、突風と同様、自動二輪車1及び運転者Mの挙動が大きくなる。
 このため、図9(b)に示すように、ヨー角変化が大きい場合、ステアリング制御部77は、ヨー角変化に応じて、隣接する一本目または二本目のレーンまでレーン変更を許容する。これにより、自動二輪車1が走行中の第三仮想レーン113に留まろうとする場合に比べて、急な操舵操作が行われず、余裕のある操舵操作が行われる。このため、自動二輪車1の安定性を確保するとともに、運転者Mの姿勢などへの影響を抑制し、車両の商品性を向上させることができる。
 図10は、図9に示す如く自動二輪車1の第四仮想レーン114へのレーン変更の後にも横風が止まない場合、すなわち車両側方(車体左側方)から連続した横風(連続風)を受けた場合の操舵制御を示す。この場合、ステアリング制御部77は、引き続き自動操舵介入機能を作動させる制御を行う。
 図10(a)に示す連続風は、例えば一時的な突風よりも弱い強さで続く。このとき、連続風により自動二輪車1の各種センサ類81(図4参照)が検出する操舵角、車体加速度、ヨー角、車速などの変化は、一時的な突風を受けた場合に比べて、同じか小さくなる。この場合、図10(b)に示すように、ステアリング制御部77は、自動二輪車1を第四仮想レーン114で引き続き走行させる操舵制御を行う。このとき、自動二輪車1の急な操舵制御は不要であり、自動二輪車1の安定性の確保と、運転者Mの姿勢などへの影響の抑制と、を図ることができる。
 図11は、自動二輪車1が走行中に側方から「瞬間的な横風」及び「突風(瞬間的な強い横風)」を受けたときのヨー角θの経時変化をそれぞれ示すグラフである。各グラフの縦軸は自動二輪車1のヨー角θ、横軸は時間Tを示す。「瞬間的な横風」及び「突風」は、時間T=0から始まり、時間T=t1で止むものとする。
 図11(a)の「瞬間的な横風」は、比較的弱い瞬間的な横風である。この「瞬間的な横風」を受けた自動二輪車1のヨー角θは、横風が発生してから最大のヨー角θ=a1となるまで徐々に増加する。この間のヨー角θを示す線L1の傾きであるヨー角速度dθ/dtは、前記第一の閾値Th1未満である(dθ/dt<Th1)。
 この結果として、ステアリング制御部77は、図8(b)に示したように、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、車線110A内で自動二輪車1が走行している仮想レーン(例えば、第三仮想レーン113)を維持しながら、ヨー角θが小さくなるように、自動操舵介入機能を制御する。
 ヨー角θ=a1となった後は、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
 図11(b)の「突風」は、比較的強い瞬間的な横風である。この「突風」を受けた自動二輪車1のヨー角θは、突風が発生してから最大のヨー角θ=a2となるまで急峻に増加する。この間のヨー角θを示す線L2の傾きであるヨー角速度dθ/dtは、前記第一の閾値Th1以上となる(dθ/dt≧Th1)。
 この結果として、ステアリング制御部77は、図8(c)に示したように、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、車線110A内で自動二輪車1が走行している仮想レーン(例えば、第三仮想レーン113)から隣接する仮想レーンへのレーン変更を行う。このとき、ステアリング制御部77は、ヨー角θが小さくなるように、自動操舵介入機能を制御する。
 ヨー角θ=a2となった後は、ヨー角θはほぼ横ばいとなる。その後、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
 図12は、自動二輪車1が走行中に側方から「連続的な横風」及び「連続的な強い横風」を受けたときのヨー角θの経時変化をそれぞれ示すグラフである。「連続的な横風」及び「連続的な強い横風」は、時間T=0から始まり、時間T=t2で止むものとする。
 図12(a)の「連続的な横風」は、連続的に続く比較的弱い横風である。この「連続的な横風」を受けた自動二輪車1のヨー角θは、連続的な横風が発生してから最大のヨー角θ=a3となるまで徐々に増加する。この間のヨー角θを示す線L3の傾きであるヨー角速度dθ/dtは、前記第一の閾値Th1未満である(dθ/dt<Th1)。
 この結果として、ステアリング制御部77は、図8(b)に示したように、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、車線110A内で自動二輪車1が走行している仮想レーン(例えば、第三仮想レーン113)を維持しながら、ヨー角θが小さくなるように、自動操舵介入機能を制御する。
 ヨー角θ=a3となった後は、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
 図12(b)の「連続的な強い横風」は、連続的に続く比較的強い横風である。この「連続的な強い横風」を受けた自動二輪車1のヨー角θは、連続的な強い横風が発生してからヨー角θ=a4となるまで急峻に増加する。この間のヨー角θを示す線L4の傾きであるヨー角速度dθ/dtは、前記第一の閾値Th1以上となる(dθ/dt≧Th1)。
 この結果として、ステアリング制御部77は、図8(c)に示したように、以下の制御を行う。すなわち、ステアリング制御部77は、車線110A内で自動二輪車1が走行している仮想レーン(例えば、第三仮想レーン113)から隣接仮想レーンへのレーン変更を行う。このとき、ステアリング制御部77は、ヨー角θが小さくなるように、自動操舵介入機能を制御する。
 ヨー角θ=a4となった後は、ヨー角θはほぼ横ばいとなる。その後、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77による自動操舵介入機能が継続される。
 ヨー角θ=a4までヨー角θが大きくなった時点では、自動二輪車1は、車体が風下に流されることで、進行方向が横風の方向に沿うようになる。このため、自動二輪車1は、ヨー角θ=a4となった後、ヨー角θが徐々に増加して最大のヨー角θ=a5となる。ヨー角θ=a4とθ=a5との間では、車体が横風の影響を受けにくくなることで、ヨー角θの増加が緩やかになる。その後、ヨー角θが次第に小さくなるように、ステアリング制御部77によって自動操舵介入機能が制御される。
 以上説明したように、実施形態の自動二輪車1は、車線維持支援システムを備えるとともに、自動二輪車1の操舵を制御する制御装置71を備えている。前記制御装置71は、自動二輪車1が走行する車線110Aの幅内を複数の仮想レーン111,112,113,114,115に分割する。前記制御装置71は、前記複数の仮想レーン111,112,113,114,115の中の一つの仮想レーン内を自動二輪車1が走行するように制御する。
 この構成によれば、車線維持支援システムを備える車両において、車線110Aの幅内で複数に分割した仮想レーン111,112,113,114,115を見立て、これらの内の一つの仮想レーン内を当該車両が走行するように制御する。これにより、当該車両が突然の外乱を受けた場合でも、分割された仮想レーン内での移動を許容しつつ、同一車線内の走行を維持することができる。これにより、車両の直進性を保ちつつ、運転者に不自然な挙動を与えることを抑えることができる。
 上記自動二輪車1において、前記制御装置71は、前記一つの仮想レーン内を走行する自動二輪車1が、前記一つの仮想レーン内から外れて走行しそうになった場合に、以下のように制御する。すなわち、前記制御装置71は、自動二輪車1の走行位置を前記一つの仮想レーンの内側に戻すように制御する。
 この構成によれば、当該車両が一つの仮想レーンから外れて走行しそうになった場合に、一つの仮想レーンの内側に走行位置を戻すように制御する。これにより、分割された仮想レーン内の走行を維持することができ、車両の直進性を保つことができる。
 上記自動二輪車1において、前記複数の仮想レーン111,112,113,114,115のそれぞれの幅は、均一になるように設定される。これにより、運転者が各仮想レーン111,112,113,114,115の位置を容易に認識することができる。
 上記自動二輪車1において、前記制御装置71は、前記一つの仮想レーン内を走行する自動二輪車1が、前記車線110Aに沿った前進方向を基準とするヨー角θを変化させたときに、以下のように制御する。すなわち、前記制御装置71は、前記ヨー角θの変化を小さくするように制御する。
 この構成によれば、車線110Aに沿った前進方向を基準とするヨー角θが例えば増加したときに、このヨー角θが小さくなるように制御する。これにより、ヨー角θの変化に応じたフィードバックによって車両の直進性を維持することができる。
 上記自動二輪車1において、前記制御装置71は、前記ヨー角θの変化速度が第一の閾値Th1を超えた場合、以下のように制御する。すなわち、前記制御装置71は、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角θが変化した側に隣接する仮想レーンまで、自動二輪車1をレーン変更させるように制御する。
 この構成によれば、走行中の外乱等の影響によりヨー角θの変化速度が第一の閾値Th1を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、強い外乱をいなすように制御可能となり、不自然な挙動の発生を抑えることができる。
 上記自動二輪車1において、前記制御装置71は、前記ヨー角θの変化速度が前記第一の閾値Th1よりも大きい第二の閾値Th2を超えた場合、以下のように制御する。すなわち、前記制御装置71は、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角θが変化した側に隣接する二本目の仮想レーンまで、自動二輪車1をレーン変更させるように制御する。
 この構成によれば、ヨー角θの変化速度が、第一の閾値よりも大きい第二の閾値を超えた場合、走行中の仮想レーンに隣接する二本目の仮想レーンまでレーン変更を許容する。これにより、外乱の強さに応じた制御が可能となり、不自然な挙動の発生をより一層抑えることができる。
 図13は、実施形態の変形例として、自動二輪車1が車線110Aの一側(右側)最外端の仮想レーンである第五仮想レーン115を走行している状況を示す。また、この場合(すなわち右側に変更可能なレーンが無い場合)に、第五仮想レーン115とは反対側(左側)から突風を受けた状況を示す。
 このとき、自動二輪車1が第五仮想レーン115とは反対側(左側)から突風を受けても、自動二輪車1の風下にはレーン変更可能な仮想レーンが無い。このため、ステアリング制御部77は、各種センサ類81による検出情報に基づき、自動二輪車1が第五仮想レーン115を維持して走行するように、自動操舵介入機能を制御する。
 各種センサ類81によって、自動二輪車1が第五仮想レーン115を走行中であることが検出され、この検出情報がステアリング制御部77に入力されると、ステアリング制御部77は、以下のように制御する。すなわち、ステアリング制御部77は、ヨー角θ、ヨー角速度dθ/dtに関わらず、自動二輪車1のレーン変更を行わず、第五仮想レーン115を維持して走行を継続するように、自動操舵介入機能を制御する。なお、自動二輪車1が車線110Aの他側(左側)最外端の仮想レーンである第一仮想レーン111を走行している場合も同様の制御が行われる。
 この変形例では、前記制御装置71は、前記複数の仮想レーン111,112,113,114,115の中の最外端の仮想レーン111,115を自動二輪車1が走行している場合、以下のように制御する。すなわち、前記制御装置71は、前記ヨー角θの変化速度が前記第一の閾値Th1を超えても、自動二輪車1をレーン変更させないように制御する。
 この構成によれば、複数の仮想レーンの中の最外端の仮想レーンを走行している場合、ヨー角θの変化速度が第一の閾値を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
 図14は、実施形態の他の変形例として、自動二輪車1が車線110Aの例えば第三仮想レーン113を走行中、隣接する第四仮想レーン114にレーン変更しようとしたときの状況を示す。また、このとき、自動二輪車1の後方で第四仮想レーン114を走行する後続車両130(他の車両)が存在する状況を示す。
 このとき、ステアリング制御部77は、各種センサ類81からの検出情報に基づいて、自動二輪車1と後続車両130との間の車間距離が、予め定めた閾値よりも短いか否かを判定する。そして、後続車両130との車間距離が閾値よりも短いと判定したときは、自動二輪車1のレーン変更を行わず、第三仮想レーン113を維持して走行を継続するように、自動操舵介入機能を制御する。後続車両130との車間距離が閾値よりも長いと判定したときは、自動二輪車1が第四仮想レーン114にレーン変更するように、自動操舵介入機能を制御する。
 ステアリング制御部77は、各種センサ類81からの検出情報に基づいて、自動二輪車1と後続車両130との間の相対速度を検知し、この相対速度も加味してレーン変更の可否を判断してもよい。
 この変形例では、前記制御装置71は、自動二輪車1を前記一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンへレーン変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に後続車両130が走行している場合、以下のように制御する。すなわち、前記制御装置71は、前記ヨー角θの変化速度が前記第一の閾値Th1を超えても、自動二輪車1をレーン変更させないように制御する。
 この構成によれば、自動二輪車1を一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンにレーン変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両が走行している場合、以下の制御を行う。すなわち、ヨー角θの変化速度が第一の閾値Th1を超えてもレーン変更させないように制御する。これにより、同一レーン内で車両の走行を継続することができる。
 なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、本発明は、自動二輪車以外の車両にも適用可能である。自動二輪車(原動機付自転車及びスクータ型車両を含む)を含む鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれる。すなわち、鞍乗り型車両には、二輪車のみならず、三輪(前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む)又は四輪の車両も含まれる。また、原動機に電気モータを含む車両も含まれる。特に、鞍乗り型車両のような小型車両は、車線を複数分割した仮想レーンを設定しやすいため望ましいが、鞍乗り型車両に限るものではない。
 車両に作用する外乱としては、実施形態の横風、突風などの風に限らず、自車の周囲に位置する他車、水や土砂、草木、落下物、等が考えられる。
 そして、上記実施形態における構成は本発明の一例である。すなわち、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 1 自動二輪車(車両)
 71 制御装置
 110A 車線
 111 第一仮想レーン(仮想レーン)
 112 第二仮想レーン(仮想レーン)
 113 第三仮想レーン(仮想レーン)
 114 第四仮想レーン(仮想レーン)
 115 第五仮想レーン(仮想レーン)
 130 他の車両
 Th1 第一の閾値
 Th2 第二の閾値
 θ ヨー角

Claims (8)

  1.  車線維持支援システムを備える車両(1)であって、
     当該車両(1)の操舵を制御する制御装置(71)を備え、前記制御装置(71)は、当該車両(1)が走行する車線(110A)の幅内を複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)に分割し、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の一つの仮想レーン内を当該車両(1)が走行するように制御する車両。
  2.  前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記一つの仮想レーン内から外れて走行しそうになった場合に、当該車両(1)の走行位置を前記一つの仮想レーンの内側に戻すように制御する請求項1に記載の車両。
  3.  前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)のそれぞれの幅は、均一になるように設定される請求項1又は2に記載の車両。
  4.  前記制御装置(71)は、前記一つの仮想レーン内を走行する当該車両(1)が、前記車線(110A)に沿った前進方向を基準とするヨー角(θ)を変化させたときに、前記ヨー角(θ)の変化を小さくするように制御する請求項1から3の何れか一項に記載の車両。
  5.  前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度が第一の閾値(Th1)を超えた場合、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角(θ)が変化した側に隣接する仮想レーンまで、当該車両(1)をレーン変更させるように制御する請求項4に記載の車両。
  6.  前記制御装置(71)は、前記ヨー角(θ)の変化速度が前記第一の閾値(Th1)よりも大きい第二の閾値(Th2)を超えた場合、走行中の前記仮想レーンに対して、前記ヨー角(θ)が変化した側に隣接する二本目の仮想レーンまで、当該車両(1)をレーン変更させるように制御する請求項5に記載の車両。
  7.  前記制御装置(71)は、前記複数の仮想レーン(111,112,113,114,115)の中の最外端の仮想レーン(111,115)を当該車両(1)が走行している場合、前記ヨー角(θ)の変化速度によらず、当該車両(1)をレーン変更させないように制御する請求項4から6の何れか一項に記載の車両。
  8.  前記制御装置(71)は、当該車両(1)を前記一つの仮想レーンから隣接する仮想レーンへレーン変更させようとするとき、レーン変更予定の隣接する仮想レーンの後方で予め定めた距離内に他の車両(130)が走行している場合、前記ヨー角(θ)の変化速度によらず、当該車両(1)をレーン変更させないように制御する請求項4から7のいずれか1項に記載の車両。
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