WO2024062565A1 - 運転支援方法及び運転支援装置 - Google Patents

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WO2024062565A1
WO2024062565A1 PCT/JP2022/035212 JP2022035212W WO2024062565A1 WO 2024062565 A1 WO2024062565 A1 WO 2024062565A1 JP 2022035212 W JP2022035212 W JP 2022035212W WO 2024062565 A1 WO2024062565 A1 WO 2024062565A1
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WO
WIPO (PCT)
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vehicle
lane
steering
steering wheel
angle
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/035212
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一馬 大浦
雅彦 宮▲崎▼
Original Assignee
日産自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日産自動車株式会社 filed Critical 日産自動車株式会社
Priority to PCT/JP2022/035212 priority Critical patent/WO2024062565A1/ja
Publication of WO2024062565A1 publication Critical patent/WO2024062565A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/10Path keeping
    • B60W30/12Lane keeping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the present invention relates to a driving support method and a driving support device.
  • Lane departure prevention control that prevents a vehicle from departing from the lane in which it is traveling is known (Patent Document 1).
  • the target yaw rate for the vehicle to travel along the target course is the target yaw rate for departure prevention control, which suppresses departure from the lane, and the target yaw rate for attitude determination control, which controls the vehicle's attitude after the departure prevention control.
  • the target yaw rate for attitude determination control is calculated by multiplying the deviation between the target opposite lane yaw angle at the end of the control and the opposite lane yaw angle during attitude determination control by a predetermined feedback gain until the target opposite lane yaw angle is reached. Calculated by dividing by the target time.
  • the steering wheel will rotate in the turning direction during the attitude determination control.
  • the steering wheel rotates in the direction opposite to the turning direction due to departure prevention control, and then rotates in the turning direction, and when the attitude determination control ends, it rotates again in the direction opposite to the turning direction due to the self-aligning torque.
  • the driver can convert the rotation of the steering wheel by the self-aligning torque after the end of attitude determination control into a series of steering operations by attitude determination control. It is mistakenly recognized that control is continuing. As a result, the timing at which the driver starts operating the steering wheel after the end of attitude determination control is delayed, and the behavior of the vehicle changes significantly in order to avoid deviating from the lane.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a driving support method and a driving support device that can suppress the driver from erroneously recognizing the timing when steering control ends and transitions to steering operation by the driver.
  • the present invention predicts that a vehicle running due to a driver's steering operation will deviate from the lane in which it is traveling, it is determined that the deviation direction in which the vehicle deviates from the lane and the turning direction of the vehicle are the same direction. In this case, the above problem is solved by not rotating the steering wheel of the vehicle in the deviation direction.
  • the driver it is possible to prevent the driver from erroneously recognizing the timing at which steering control ends and transitions to steering operation by the driver.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a driving assistance system including a driving assistance device according to the present invention.
  • 2 is a diagram showing an example of a driving scene in which steering control as driving support is executed using the driving support system shown in FIG. 1, and a time chart showing movement of the steering wheel during steering control and before and after steering control.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram showing a time chart when the vehicle travels at a faster speed in the driving scene shown in FIG. 2; 3 is a diagram showing an example of steering control executed in a driving scene in which the curvature of the curve is larger than that shown in FIG. 2, and a time chart showing the movement of the steering wheel during the steering control and before and after the steering control.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of steering control according to a comparative example of the present invention and a time chart showing movement of a steering wheel in steering control according to the comparative example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a driving support system 1 according to the present invention.
  • the driving support system 1 is an in-vehicle system that monitors the running state of a vehicle that is running according to the driver's steering operation, and prevents the vehicle from deviating from the lane when it is predicted that the vehicle will deviate from the lane in which it is traveling.
  • This is a system for steering the steering wheels of a vehicle.
  • Steering wheels refer to wheels that change the direction of travel of a vehicle, and are also called steered wheels.
  • a steering operation is, for example, when a driver rotates a steering wheel.
  • the running state of the vehicle refers to parameters detected by the vehicle state detection device described later, such as the running speed, acceleration, lateral speed, lateral acceleration, yaw rate, and rotation angle of the steering wheel (hereinafter referred to as “ (also called “steering angle”).
  • a vehicle deviates from a lane when it crosses a boundary that defines a lane and when viewed from above, part or all of the vehicle body is outside the lane. For example, if a vehicle is traveling on a lane defined by a white line or other boundary line and crosses the boundary line to enter an adjacent lane, the vehicle is determined to have deviated from the lane.
  • the boundary line that defines a lane is not limited to a white line or other boundary line, but may be the boundary between a drivable area and an impassable area.
  • guardrails, curbs on the shoulder of the road, median strips, and the boundary between a paved road and an unpaved road (such as a gravel road) are also included in the boundary line that defines a lane.
  • the driving support system 1 includes an imaging device 11, an own vehicle state detection device 12, a steering control device 13, and a driving support device 14.
  • the devices constituting the driving support system 1 are connected via a CAN (Controller Area Network) or other in-vehicle LAN, and can exchange information with each other.
  • CAN Controller Area Network
  • the imaging device 11 is a device that recognizes objects around the vehicle using images, and is, for example, a camera equipped with an imaging element such as a CCD, an ultrasonic camera, or another camera.
  • a single vehicle can be provided with multiple imaging devices 11, and they can be located, for example, in the front grille, under the left and right door mirrors, and near the rear bumper.
  • Objects detected by the imaging device 11 include, in addition to the boundaries that define the lanes described above, road lane boundary lines, center lines, road signs, median strips, guardrails, curbs, expressway side walls, road signs, and traffic lights. Examples include crosswalks, construction sites, accident sites, and traffic restrictions.
  • the objects include obstacles that may affect the running of the vehicle, such as automobiles other than the own vehicle (other vehicles), motorcycles, bicycles, and pedestrians.
  • the detection results of the imaging devices 11 are obtained by the driving assistance device 14 at a predetermined time interval as necessary.
  • This predetermined time interval can be set to an appropriate value depending on the processing capacity of the driving assistance device 14.
  • the detection results of multiple imaging devices 11 can be integrated or synthesized in the driving assistance device 14 to supplement missing information about detected objects.
  • the own vehicle state detection device 12 is a device for detecting the running state of the vehicle, and includes a speed sensor, an acceleration sensor, a yaw rate sensor (eg, a gyro sensor), a steering angle sensor, an inertial measurement unit, and the like. There are no particular limitations on these devices, and known devices can be used. Further, the arrangement and number of these devices can be set as appropriate within a range that can appropriately detect the driving state of the vehicle. The detection results of each device are acquired by the driving support device 14 at predetermined time intervals as necessary.
  • the steering control device 13 is an on-vehicle computer for electronically controlling the steering device, and is, for example, an electronic control unit (ECU). Information necessary for steering control by the steering control device 13, such as the traveling speed, acceleration, steering angle, and attitude of the vehicle, is acquired from the own vehicle state detection device 12.
  • the steering device include a steering actuator (motor) attached to a steering column shaft that steers steering wheels according to a steering angle.
  • it may be a steering actuator attached to a steering rack or pinion gear of a mechanism for steering steering wheels.
  • the steering actuator attached to the steering rack or pinion gear of the mechanism for steering the steering wheel, and the steering column shaft are provided. and a steering actuator attached to the steering actuator.
  • the driving support device 14 controls and cooperates with the devices that make up the driving support system 1 to monitor the running state of the vehicle steered by the driver and execute steering control to suppress the vehicle from departing from its lane.
  • the driving support device 14 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit) 141 that is a processor, a ROM (Read Only Memory) 142 in which a program is stored, and a RAM (Random Access Memory) that functions as an accessible storage device. ) 143.
  • the CPU 141 is an operating circuit that executes a program stored in the ROM 142 to perform the above-mentioned monitoring and steering control.
  • the driving support device 14 has a monitoring function that monitors the driving state and a steering control function that executes steering control, and these functions are realized by the CPU 141 executing a program stored in the ROM 142.
  • FIG. 1 shows extracted functional blocks for realizing each function for convenience. Hereinafter, the functions of each functional block of the support section 2, the recognition section 21, the prediction section 22, the acquisition section 23, and the control section 24 shown in FIG. 1 will be explained.
  • the support unit 2 has a function of acquiring information from each device that constitutes the driving support system 1, processing the acquired information, outputting instructions to each device, and causing the devices that constitute the driving support system 1 to cooperate.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of a driving scene in which the driving support device 14 performs monitoring using the monitoring function and steering control using the steering control function.
  • the driving scene shown in FIG. 2 is a driving scene in which vehicle V is driving along lane L in the direction of arrow X. That is, vehicle V shown in FIG. 2 drives along lane L defined by boundary line B1 on the left side of vehicle V's traveling direction and boundary line B2 on the right side of vehicle V's traveling direction, from the left side of the drawing to the right side.
  • the driving support device 14 uses the monitoring function to predict deviation of the vehicle V from the lane L, and executes steering control using the steering control function as necessary.
  • the recognition unit 21 has a function of recognizing the driving environment around the vehicle V in order to predict deviation of the vehicle V from the lane L.
  • the driving support device 14 recognizes the driving environment around the vehicle V using the imaging device 11 through the function of the recognition unit 21 .
  • the driving environment is information for determining whether the vehicle V can maintain the current driving state or whether it is necessary to change the driving state, such as the type and position of objects, the presence of obstacles, etc. In the case of a vehicle, information such as its type, location, and road condition is included.
  • the driving support device 14 performs appropriate processing such as pattern matching on the detection results of the imaging device 11 to recognize the driving environment.
  • the driving support device 14 uses the function of the recognition unit 21 to perform edge extraction processing on the detection result of the imaging device 11, and recognizes the boundary lines B1 and B2.
  • the driving support device 14 may obtain the distance in the width direction between the vehicle V and the boundary lines B1 and B2 according to the rotation direction of the steering wheel or the turning direction of the vehicle V.
  • the driver inputs a leftward rotational torque to the steering wheel and the vehicle V is turning leftward, so when the torque is detected, the vehicle V and the left side in the direction of travel Obtain the distance D in the width direction from the boundary line B1.
  • the step of acquiring the distance D in the width direction is not an essential feature of the present invention, and may be provided as necessary.
  • the prediction unit 22 has a function of predicting whether or not the vehicle V will deviate from the lane L in which it is traveling due to the driver's steering operation.
  • the driving support device 14 acquires the traveling direction of the vehicle V using the function of the prediction unit 22, and when the vehicle V continues traveling along the traveling direction, the driving support device 14 crosses the boundary defining the lane L and deviates from the lane L. Predict whether or not.
  • the traveling direction of the vehicle V is recognized from the yaw rate obtained from the yaw rate sensor, the steering angle obtained from the steering angle sensor, and the like.
  • the driving support device 14 detects the boundary of the lane L in which the vehicle V is traveling from image data acquired from the imaging device 11, and determines the positional relationship between the boundary and the vehicle V. Recognize. That is, based on the above-mentioned distance D in the width direction, etc., it is possible to recognize whether the vehicle V is far from the boundary, whether the vehicle V is close to the boundary, and how far the vehicle V is from the boundary. Further, the driving support device 14 calculates an opposite lane yaw angle, which is an angle between the traveling direction of the vehicle V and the tangential direction of the lane L at the position on the lane L where the vehicle V is traveling.
  • the driving support device 14 calculates the opposite lane yaw angle formed by a line C1 parallel to the traveling direction of the vehicle V and a tangent C2 to the boundary line B1 at the traveling position of the vehicle V, shown in FIG. and the distance D in the width direction from the boundary line B1.
  • An example of the opposite lane yaw angle is shown as ⁇ in FIG.
  • deviation of the vehicle V is predicted from the yaw angle of the opposite lane and the distance D. If the opposite lane yaw angle is within the range in which the vehicle V can travel along the lane L, and the distance D is long (that is, the vehicle V and the boundary line B1 are far apart), driving assistance is provided.
  • the device 14 predicts that the vehicle V will not deviate from the lane L.
  • the opposite lane yaw angle of vehicle V is larger or smaller than the range in which vehicle V can travel along lane L (i.e., when the steering angle is too large or too small than the required opposite lane yaw angle)
  • the distance D is short (that is, when the vehicle V and the boundary line B1 are approaching)
  • the tangent C2 to the boundary line B1 is, for example, the tangent at the point closest to the body of the vehicle V on the boundary line B1.
  • the driving support device 14 may determine whether the vehicle V will enter a curve, and if it is determined that the vehicle V will enter a curve, predict that the vehicle V will deviate from the curve. For example, when the vehicle V is traveling straight and the boundary line of the lane L in front of the vehicle V is curved, it is determined that the vehicle V is entering a curve, and when the boundary line is not curved, it is determined that the vehicle V is entering a curve. , it is determined that the vehicle V does not enter the curve. In place of or in addition to this, the driving support device 14 acquires the current position of the vehicle V from a GPS unit (not shown), acquires road information around the vehicle V from map information (not shown), and acquires information about the road ahead of the vehicle V. It may be determined from the information whether the vehicle V enters a curve. Note that the determination of entering a curve is not an essential feature of the present invention, and may be provided as necessary.
  • the driver rotates the steering wheel too much to the left, so the yaw angle of the vehicle V to the opposite lane is larger than the range in which the vehicle V can travel along the lane L. Therefore, when the vehicle V travels while maintaining the opposite lane yaw angle, the vehicle V crosses the boundary line B1 that defines the lane L and heads out of the lane L. Then predict. If it is predicted that the vehicle V will deviate from the lane L, the steering control function of the driving support device 14 is activated and the steering control is executed.
  • the acquisition unit 23 has a function of acquiring the deviation direction in which the vehicle V deviates from the lane L.
  • the deviation direction of the vehicle V is the direction in which the vehicle V heads when the vehicle V deviates from the lane L in which it is traveling, and indicates whether the vehicle V deviates to the right or the left with respect to the direction of travel.
  • the deviation direction indicates which of the boundaries defining the lane L the vehicle V crosses, the right boundary or the left boundary in the direction of travel, when it is predicted that the vehicle V will deviate from the lane L in which it is traveling.
  • the driving support device 14 acquires the deviation direction in which the vehicle V deviates from the lane L from the information on the traveling direction of the vehicle V used when predicting the deviation of the vehicle V from the lane L. For example, when the vehicle V is predicted to deviate from the lane L and the direction of travel of the vehicle V is to the left front or left side of the vehicle V, the direction of departure is to the left, and the direction of travel of the vehicle V is to the left of the vehicle V. When it is to the right front or right side of V, the deviation direction is to the right.
  • the control unit 24 has a function of executing steering control to prevent the vehicle V from deviating from the lane L.
  • Steering control that does not cause the vehicle V to deviate from the lane L means increasing or decreasing the steering angle by rotating the steering wheels using a steering mechanism in order to make the traveling direction of the vehicle V follow the lane L. It means to cause.
  • the driving support device 14 secures a distance in the width direction between the vehicle V and the boundary of the lane L, and so that the yaw angle of the vehicle V to the opposite lane is within a range that allows the vehicle V to travel along the lane L.
  • the steering actuator is actuated via the steering control device 13, and the steering wheel is rotated leftward or rightward (that is, the steering wheel is directed toward the target direction) to adjust the steering angle.
  • the above-mentioned range is set as an appropriate range based on the traveling speed of the vehicle V and the curvature of the lane L.
  • the driving support device 14 may control the traveling speed of the vehicle V using a speed control device (not shown) while executing the steering control. If the traveling speed is not controlled, the traveling speed of the vehicle V is controlled by the driver's operation.
  • the steering angle may be adjusted by operating a steering actuator via the steering control device 13 and rotating the steering wheels leftward or rightward.
  • the steering angle of the steering actuator attached to the steering rack or pinion gear of the mechanism for steering the steering wheel. and the steering angle of a steering actuator attached to the steering column shaft, or both can be adjusted.
  • the driving support device 14 uses the function of the acquisition unit 23 to acquire the deviation direction, and uses the function of the control unit 24 to execute steering control to avoid deviation from the lane L. Specifically, since the departure direction is to the left, an instruction to rotate the steering wheels to the right is output to the steering control device 13.
  • FIG. 2 shows five timing diagrams, from top to bottom: (1) a diagram of the state of steering control, (2) a diagram of the deviation direction of the vehicle V, (3) a diagram of the steering angle command value in steering control, (4) A diagram of the steering angle, and (5) a diagram of the distance D in the width direction between the vehicle V and the boundary line B1.
  • the horizontal axis of each figure indicates time, and the time corresponds to the elapsed time in the driving scene shown in the upper part of FIG. 2.
  • the diagram of the state of steering control is a diagram showing whether the steering control is in a valid (ON) state or in a invalid (OFF) state, and if the steering control is in a valid state, it is "valid (ON)". If the steering control is in an invalid state, it takes a value of "invalid (OFF)".
  • the value In the diagram of the departure direction of the vehicle V, the value is "departure to the left” or “departure to the right” depending on the departure direction of the vehicle V, and if the vehicle V is predicted not to depart from the lane L, the value is "non-departure”. ”.
  • the diagram of the steering angle command value is a diagram showing the command value of the steering angle output from the driving support device 14 to the steering control device 13 in steering control.
  • rotation in the left direction is represented by a positive value
  • rotation in the right direction is represented by a negative value.
  • FIG. 2 it is assumed that the steering wheel and the steered wheels are connected, and the turning angle changes in accordance with changes in the steering angle. Processing in steering control will be described below using timing diagrams.
  • the driving support device 14 Since the departure direction of the vehicle V is to the left, the driving support device 14 outputs an instruction to the steering control device 13 to rotate the steering wheel to the right so that the vehicle V can travel along the lane L. Specifically, as shown in the diagram of the steering angle command value, an instruction having a command value for decreasing the steering angle in the left direction is output. As a result, the steering wheel is rotated to the right, and the leftward steering angle becomes smaller as shown in the steering angle diagram.
  • the steering angle command value is a turning angle command value, and the steering wheel is rotated by the steering mechanism according to the command value.
  • a target steering angle is set, and the steering wheel is rotated by a steering actuator attached to the column shaft.
  • the vehicle V travels to a position P3 where the opposite lane yaw angle changes from decreasing to increasing and the opposite lane yaw angle begins to increase.
  • the position P3 is also the position where the vehicle V approaches the boundary line B1 that defines the lane L.
  • the driving support device 14 determines whether the vehicle V has deviated. Continue and repeat. While the departure determination is being made, the departure direction takes the value of leftward departure, as shown in the diagram of the departure direction of the vehicle V. Note that it is not necessarily necessary to stop the rotation of the steering wheel at position P2.
  • the driving support device 14 After passing the position P3 where the yaw angle of the vehicle V on the opposite lane begins to increase, the distance D between the vehicle V and the boundary line B1 gradually increases. After the vehicle V has passed the position P3, the driving support device 14 determines that the vehicle V continues to move away from the boundary line B1 and has left the driving state where the vehicle V deviates from the lane L. It is predicted that there will be no deviation from L. For example, the driving support device 14 predicts that the vehicle V will not deviate from the lane L at a timing when the vehicle V is traveling at a position P4, which is a predetermined time period after the vehicle V passes the position P3. In this case, the driving support device 14 ends the steering control at position P4, and transitions to driving based on the driver's steering operation.
  • FIG. 6 is a diagram showing steering control according to a comparative example of the present invention, and the driving scene shown in FIG. 6 is similar to the driving scene shown in FIG. This is a driving scene in which the yaw angle is controlled to be maintained within the above range.
  • the steering wheel rotates to the right due to the self-aligning torque, as shown in FIG. 6 . If the vehicle continues to travel in this state, the steering angle becomes 0° at a timing when the vehicle V is traveling at the position Py, and the rotation of the steering wheel stops.
  • the steering wheel rotates to the left while traveling from position P3 to position Px, and rotates to the right while traveling from position Px to position Py.
  • the driver will experience a series of rotations in which the rightward rotation due to the self-aligning torque is followed by the leftward rotation due to the steering control. It is mistakenly recognized as steering control.
  • the driver is aware that the steering control continues even after a predetermined period of time has elapsed since passing position P3, and that the steering wheel will automatically rotate again even after passing position Py and the steering wheel stops rotating. I look forward to it.
  • the driver does not start the steering operation even when the vehicle V passes the position Py, but starts the steering operation after the vehicle V approaches the boundary line B2.
  • the vehicle V since the vehicle V is turned leftward in a relatively short period of time, the behavior of the vehicle V changes significantly.
  • the driving support device 14 of the present embodiment uses the function of the acquisition unit 23 to acquire the turning direction of the vehicle V, and uses the function of the control unit 24 to check whether the deviation direction of the vehicle V and the turning direction are the same direction. Determine whether or not. If it is determined that the departure direction and the turning direction are the same direction, steering control is performed that does not rotate the steering wheel in the departure direction. That is, when the vehicle V departs in the turning direction, the steering wheel is not rotated in the departure direction from the start to the end of the steering control, but is rotated only in the opposite direction to the departure direction.
  • the driving support device 14 acquires whether the turning direction of the vehicle V is leftward or rightward from the detection result of the steering angle sensor.
  • the driving support device 14 may acquire the departure direction and the turning direction at the same time, or may acquire either the departure direction or the turning direction first. Further, the turning direction of the vehicle V may be recognized from the yaw rate obtained from the yaw rate sensor, the opposite lane yaw angle obtained from the detection result of the imaging device 11, the lateral acceleration obtained from the acceleration sensor, and the like.
  • the same steering angle command value is output as the command value even after the vehicle V passes the position P3. Therefore, the steering wheel does not rotate and the steering angle is maintained. Then, the steering control ends at a position P4 where a predetermined time has elapsed after passing through the position P3, and the state of the steering control becomes invalid (OFF). If the driver does not start the steering operation after the steering control ends at position P4, the steering wheel rotates to the right due to the self-aligning torque as shown in FIG. If the vehicle continues to travel in this state, the steering angle becomes 0° at a timing when the vehicle V is traveling at position P5, and the rotation of the steering wheel stops.
  • the steering wheel does not rotate in the left direction, which is the same as the departure direction, while the vehicle travels from position P3 to position P4. Therefore, the driver can recognize that the steering control has ended at the timing when the clockwise rotation due to the self-aligning torque starts, and can start the steering operation. Further, even if the driver does not notice that the steering control has ended and the vehicle V travels to position P5, unlike the steering control according to the comparative example, the driver does not expect that the steering wheel will automatically rotate again. do not. Therefore, the steering operation can be started promptly at the timing when the vehicle V passes the position P5.
  • the driving support device 14 stops the rotation of the steering wheel at a certain timing after the yaw angle of the opposite lane starts to increase until the increment of the yaw angle of the opposite lane reaches a predetermined angle, and maintains the steering angle. Good too.
  • the steering control ends with the steering wheel stopped.
  • the predetermined angle is, for example, 0.05 to 0.2°.
  • the driving support device 14 may stop the rotation of the steering wheel at a certain timing after the yaw angle of the opposite lane starts to increase and maintain the steering angle until a certain period of time has elapsed. In this case, the steering control ends with the steering wheel stopped.
  • the fixed time is, for example, 0.1 to 1 [second].
  • the opposite lane yaw angle of the vehicle V starts to increase from a position P2 where the opposite lane yaw angle of the vehicle V becomes an angle within the range where the vehicle V can travel along the lane L.
  • the steering angle is maintained up to position P3, it is not necessarily necessary to maintain the steering angle between position P2 and position P3, and the steering angle may change between position P2 and position P3.
  • these illustrated steering controls are not essential configurations for the present invention, and may be provided as necessary.
  • the driving scene shown in FIG. 3 is similar to the driving scene shown in FIG. 2, except that the traveling speed of the vehicle V is faster than the driving scene shown in FIG.
  • the faster the travel speed the larger the steering angle needs to be. Therefore, in the driving scene shown in FIG. 3, the steering angle is larger than that in the driving scene shown in FIG.
  • the steering control ends with this steering angle large the rotational speed of the steering wheel increases due to the self-aligning torque, and the behavior of the vehicle V changes significantly.
  • the driving support device 14 acquires the traveling speed of the vehicle V, and when the traveling speed of the vehicle V is less than a predetermined speed, rotates the steering wheel in the opposite direction to the departure direction, and also rotates the steering wheel in the direction opposite to the departure direction. Calculate the yaw angle. Then, at a certain timing after the oncoming lane yaw angle starts to increase until the increment in the oncoming lane yaw angle reaches a predetermined angle, the rotation of the steering wheel is stopped and steering control is terminated while maintaining the steering angle.
  • the steering wheel is rotated in the direction opposite to the departure direction, and the yaw angle of the vehicle V on the opposite lane is calculated. Then, at a certain timing after the yaw angle of the opposite lane starts to increase and until the increment of the yaw angle of the opposite lane reaches a predetermined angle, rotation of the steering wheel is stopped and the steering angle is maintained. Further, from a predetermined timing after starting to maintain the steering angle, the steering wheel is rotated in a direction opposite to the deviation direction, and the steering control is ended in a state where the steering wheel is rotating in the direction opposite to the deviation direction. As a result, the steering angle can be reduced before the steering control ends, so it is possible to suppress a large change in the behavior of the vehicle V due to the self-aligning torque.
  • the predetermined speed can be set to an appropriate value within a range in which the change in behavior due to the self-aligning torque does not give the occupants of the vehicle V a sense of discomfort.
  • the predetermined timing is the timing after starting to maintain the steering angle until the steering control ends, and is, for example, the timing when the vehicle V passes a position where the yaw angle of the opposite lane starts to increase.
  • the traveling speed is faster than a predetermined speed
  • the driving support device 14 may set the speed at which the steering wheel is rotated in the direction opposite to the deviation direction to be higher as the traveling speed is faster.
  • the driving assistance device 14 executes steering control similar to that shown in FIG. 2 up to position P3.
  • a command value to reduce the steering angle to the left is output, as shown in the diagram of the steering angle command value. Therefore, the steering wheel rotates to the right and continues to rotate at a constant angular velocity until position P4, a predetermined time after passing position P3. If the driver does not start steering after the steering control ends at position P4 and the steering control state becomes inactive (OFF), the steering wheel rotates to the right due to the self-aligning torque, as shown in FIG. 3. If driving continues in this state, the steering angle becomes 0° when the vehicle V is traveling to position P5, and the rotation of the steering wheel stops.
  • the driving scene shown in FIG. 4 is similar to the driving scene shown in FIG. 2, except that the curvature of the curve is larger than that of the curve shown in FIG.
  • the vehicle V is traveling in the direction of the arrow Xa in the lane La, and the lane La is divided into a boundary line B1a on the left side in the direction of travel of the vehicle V and a boundary line B2a on the right side in the direction of travel of the vehicle V. It is defined by
  • the curvature of the curve is larger than that in the driving scene shown in Fig. 2, so if the driving scene is driven at the same speed as in the driving scene shown in Fig. 2, the steering angle needs to be larger than the angle shown in Fig. 2. . Therefore, in the driving scene shown in FIG. 4, the steering angle is larger than that in the driving scene shown in FIG. In this case, similarly to the driving scene shown in FIG. 3, if the steering control is ended in a state where the steering angle is large, the behavior of the vehicle V will change significantly due to the self-aligning torque.
  • the driving support device 14 acquires the curvature of the lane La, and if the curvature of the lane La is less than or equal to a predetermined value, rotates the steering wheel in the opposite direction to the departure direction, and also rotates the steering wheel in the direction opposite to the departure direction, and Calculate. Then, at a certain timing after the oncoming lane yaw angle starts to increase until the increment in the oncoming lane yaw angle reaches a predetermined angle, the rotation of the steering wheel is stopped and steering control is terminated while maintaining the steering angle.
  • the steering wheel is rotated in the direction opposite to the departure direction, and the yaw angle of the vehicle V on the opposite lane is calculated. Then, at a certain timing after the yaw angle of the opposite lane starts to increase and until the increment of the yaw angle of the opposite lane reaches a predetermined angle, rotation of the steering wheel is stopped to maintain the steering angle. Further, from a predetermined timing after starting to maintain the steering angle, the steering wheel is rotated in a direction opposite to the deviation direction, and the steering control is ended in a state where the steering wheel is rotating in the direction opposite to the deviation direction. As a result, the steering angle can be reduced before the steering control ends, so it is possible to suppress a large change in the behavior of the vehicle V due to the self-aligning torque.
  • the predetermined value can be set to an appropriate value within a range in which the change in behavior due to the self-aligning torque does not give the occupants of the vehicle V a sense of discomfort.
  • the predetermined timing is the timing between the timing when maintaining the steering angle starts and the timing when the steering control ends; for example, the timing when the vehicle V passes a position where the opposite lane yaw angle starts to increase. It is.
  • the driving support device 14 may set the speed at which the steering wheel is rotated in the direction opposite to the deviation direction to be larger as the curvature becomes larger.
  • the driving support device 14 executes steering control similar to the steering control shown in FIG. 2 up to position P3a.
  • a command value for decreasing the leftward steering angle is output. Therefore, the steering wheel rotates in the right direction and continues to rotate at a constant angular velocity from passing through position P3a to position P4a where a predetermined time has elapsed. If the driver does not start the steering operation after the steering control ends at position P4a and the steering control state becomes invalid (OFF), the self-aligning torque will cause the steering wheel to move to the right, as shown in Figure 4. Rotate. If the vehicle continues to travel in this state, the steering angle becomes 0° at a timing when the vehicle V is traveling at the position P5a, and the rotation of the steering wheel stops.
  • the following steps are required: obtaining the curvature of the lane La, obtaining the traveling speed of the vehicle V, rotating the steering wheel in the direction opposite to the departure direction from a predetermined timing after starting to maintain the steering angle, and rotating the steering wheel in the direction opposite to the departure direction. Terminate the steering control while the steering wheel is rotating in the opposite direction to the direction of departure; Terminate the steering control while maintaining the steering angle; rotate the steering wheel in the direction opposite to the direction of departure; Maintaining the steering angle by stopping the rotation of the steering wheel at a certain timing after the yaw angle starts to increase until the increment of the oncoming yaw angle reaches a predetermined angle is not an essential configuration of the present invention. You can add it if necessary.
  • FIGS. 5A to 5C are examples of flowcharts showing information processing executed in the driving support system 1 of this embodiment. The processing described below is executed at predetermined time intervals by the CPU 141, which is the processor of the driving support device 14.
  • step S1 of FIG. 5A the function of the recognition unit 21 detects the boundary of the lane L in which the vehicle V runs from the detection result of the imaging device 11, and in the subsequent step S2, the function of the prediction unit 22 detects the boundary of the lane L in which the vehicle V runs. Determine whether the vehicle enters a curve. If it is determined that the vehicle V does not enter the curve, the process proceeds to step S6, and the function of the support unit 2 determines whether the vehicle V has reached the destination. If it is determined that the vehicle V has reached the destination, execution of the routine is terminated, and if it is determined that the vehicle V has not reached the destination, the routine proceeds to step S1.
  • step S2 If it is determined in step S2 that the vehicle V will enter the curve, the process proceeds to step S3, where the function of the prediction unit 22 acquires the traveling direction of the vehicle V, and in the subsequent step S4, the vehicle V deviates from the lane L. Predict whether or not. If it is predicted that the vehicle V will not deviate from the lane L, the process proceeds to step S5, and it is determined whether the vehicle V has passed through a curve. If the vehicle V is traveling straight and the boundary of the lane L is not curved, it is determined that the vehicle has passed through a curve, and the process proceeds to step S6. If it is determined that the vehicle has not passed a curve, the process proceeds to step S3.
  • step S11 the steering control is started by the function of the control unit 24, and in the subsequent step S12, the departure direction of the vehicle is acquired by the function of the acquisition unit 23, and in step S13, the turning direction of the vehicle V is acquired. .
  • step S14 it is determined whether the departure direction and the turning direction are the same direction, and if the departure direction and the turning direction are different directions, the process proceeds to step S15.
  • step S15 normal steering control to suppress deviation from lane L is performed, and the process proceeds to step S6 in FIG. 5A.
  • step S16 the steering actuator is operated via the steering control device 13 to rotate the steering wheel in the opposite direction to the departure direction.
  • the yaw angle of the opposite lane is calculated, and in step S18, it is determined whether the yaw angle of the opposite lane has increased. If it is determined that the opposite lane yaw angle has not increased, the process proceeds to step S16, and the steering control device 13 is used to rotate the steering wheel in the direction opposite to the departure direction.
  • step S19 the steering wheel is rotated until the increment of the yaw angle of the opposite lane reaches a predetermined angle. and maintain the steering angle.
  • step S20 the function of the acquisition unit 23 acquires the curvature of the lane L, and in the subsequent step S21, the function of the control unit 24 determines whether the curvature is less than or equal to a predetermined value. If the curvature is less than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S22, and if the curvature is greater than the predetermined value, the process proceeds to step S24.
  • step S22 the running speed of the vehicle V is acquired, and in step S23, it is determined whether the running speed of the vehicle V is less than or equal to a predetermined speed. If the traveling speed is less than or equal to the predetermined speed, the process proceeds to step S26, and if the traveling speed is faster than the predetermined speed, the process proceeds to step S24.
  • step S24 the control unit 24 determines whether or not a predetermined timing has been reached, and if it is determined that the predetermined timing has not been reached, step S24 is repeated until the predetermined timing is reached. On the other hand, if it is determined that the predetermined timing has been reached, the process proceeds to step S25, where the steering actuator is operated via the steering control device 13, and the steering wheel begins to rotate in the direction opposite to the departure direction. In the following step S26, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the lane-to-lane yaw angle began to increase.
  • step S26 is repeated, and if it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S27, where steering control is terminated. Thereafter, the process proceeds to step S6 in FIG. 5A.
  • step S20 to step S25 is not an essential step, and may be added or omitted as necessary. Specifically, only steps S20 and S21 may be omitted, only steps S22 and S23 may be omitted, and all of steps S20 to S25 may be omitted.
  • the processor determines whether or not the vehicle V that is traveling deviates from the lane L in which it is traveling due to the driver's steering operation. If it is predicted that the vehicle V will deviate from the lane L, obtain the direction in which the vehicle V will deviate from the lane L and the turning direction of the vehicle V, and calculate the deviation direction and the turning direction. If it is determined that the departure direction and the turning direction are the same direction, the steering wheel of the vehicle V is not rotated in the departure direction, and the vehicle V A driving support method is provided that executes steering control to prevent a vehicle from deviating from the lane L. Thereby, it is possible to prevent the driver from erroneously recognizing the timing at which the steering control ends and the transition to the driver's steering operation occurs.
  • the processor when the processor determines that the departure direction and the turning direction are the same direction, the processor rotates the steering wheel in a direction opposite to the departure direction. , after the opposite lane yaw angle, which is the angle formed by the traveling direction of the vehicle V and the tangential direction of the lane L at the position on the lane L where the vehicle V is traveling, begins to increase, the opposite lane yaw angle starts to increase.
  • the rotation angle of the steering wheel is maintained from a certain timing until the increment of the yaw angle reaches a predetermined angle. Thereby, it is possible to suppress the vehicle V from departing in a direction opposite to the departure direction.
  • the processor obtains the curvature of the lane L, and if the curvature is less than or equal to a predetermined value, rotates the steering wheel in a direction opposite to the departure direction. Then, after the opposite lane yaw angle, which is the angle formed by the traveling direction of the vehicle V and the tangential direction of the lane L at the position on the lane L where the vehicle V is traveling, starts to increase, the opposite lane yaw angle begins to increase. The rotation angle of the steering wheel is maintained from a certain timing until the increment of the lane yaw angle reaches a predetermined angle, and the steering control is ended while the rotation angle is maintained, and the curvature is larger than the predetermined value.
  • the steering wheel is rotated in a direction opposite to the direction of departure, and the steering wheel is rotated from a certain timing between when the opposite lane yaw angle starts to increase and when the increment of the opposite lane yaw angle reaches the predetermined angle.
  • maintaining a rotation angle of a steering wheel rotating the steering wheel in a direction opposite to the departure direction from a predetermined timing after starting to maintain the rotation angle, and rotating the steering wheel in a direction opposite to the departure direction;
  • the above-mentioned steering control is ended in the state where the steering control is performed. Thereby, the rotational speed of the steering wheel due to the self-aligning torque can be controlled, and changes in the behavior of the vehicle V can be suppressed.
  • the processor sets a speed at which the steering wheel is rotated in the direction opposite to the departure direction to be greater the greater the curvature. This makes it possible to control the rotation speed of the steering wheel due to the self-aligning torque and suppress changes in the behavior of the vehicle V.
  • the processor acquires the traveling speed of the vehicle V, and when the traveling speed is less than or equal to a predetermined speed, the processor moves the steering wheel in a direction opposite to the departure direction.
  • the opposite lane yaw angle which is the angle formed by the traveling direction of the vehicle V and the tangential direction of the lane La at the position where the vehicle V is traveling on the lane La.
  • the rotation angle of the steering wheel is maintained from a certain timing until the increment of the opposite lane yaw angle reaches a predetermined angle, and the steering control is ended while the rotation angle is maintained, and the traveling speed is adjusted to the predetermined angle.
  • the steering wheel is rotated in a direction opposite to the direction of deviation, and there is a certain period between when the oncoming lane yaw angle starts to increase and when the oncoming lane yaw angle increases to the predetermined angle.
  • the rotation angle of the steering wheel is maintained from a timing, and the steering wheel is rotated in a direction opposite to the deviation direction from a predetermined timing after starting to maintain the rotation angle, and the steering wheel is rotated in a direction opposite to the deviation direction.
  • the above-mentioned steering control is ended in a state where the steering wheel is rotating in the direction. Thereby, the rotational speed of the steering wheel due to the self-aligning torque can be controlled, and changes in the behavior of the vehicle V can be suppressed.
  • the processor rotates the steering wheel in a direction opposite to the deviation direction as the traveling speed increases. Set the speed higher. Thereby, the rotational speed of the steering wheel due to the self-aligning torque can be controlled, and changes in the behavior of the vehicle V can be suppressed.
  • the prediction unit 22 predicts whether or not the vehicle V that is traveling due to the steering operation of the driver will deviate from the lane L in which the vehicle V is traveling; an acquisition unit 23 that acquires a deviation direction in which the vehicle V deviates from the lane L and a turning direction of the vehicle V when it is predicted that the vehicle V deviates from the lane L; If it is determined that the departure direction and the turning direction are the same direction, the steering wheel of the vehicle V is not rotated in the departure direction, and the vehicle V is A driving support device 14 is provided, which includes a control unit 24 that performs steering control to prevent the vehicle from deviating from the lane L. Thereby, it is possible to prevent the driver from erroneously recognizing the timing at which the steering control ends and the transition to the driver's steering operation occurs.

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Abstract

ドライバーの操舵操作により走行している車両(V)が、走行中の車線(L)から逸脱するか否かを予測し、車両(V)が車線(L)から逸脱すると予測した場合は、車両(V)が車線(L)から逸脱する逸脱方向と、車両(V)の旋回方向とを取得し、逸脱方向と旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定し、逸脱方向と旋回方向とが同じ方向であると判定した場合は、車両(V)のステアリングホイールを逸脱方向に回転させず、車両(V)を車線(L)から逸脱させない操舵制御を実行する、運転支援方法及び運転支援装置(14)が提供される。

Description

運転支援方法及び運転支援装置
 本発明は、運転支援方法及び運転支援装置に関するものである。
 車両が、走行する車線から逸脱することを防止する車線逸脱防止制御が知られている(特許文献1)。車線逸脱防止制御では、車両が目標コースに沿って走行するための目標ヨーレートとして、車線からの逸脱を抑制する逸脱抑制制御の目標ヨーレートと、逸脱抑制制御後に車両の姿勢を制御する姿勢決定制御の目標ヨーレートとを算出する。姿勢決定制御の目標ヨーレートは、制御終了時の目標対車線ヨー角と姿勢決定制御中の対車線ヨー角との偏差に所定のフィードバックゲインを乗算した値を、目標対車線ヨー角に到達するまでの目標時間で除算して算出する。
特許第6637952号
 上記従来技術では、制御終了時の目標対車線ヨー角の絶対値が、姿勢決定制御中の対車線ヨー角の絶対値より大きい場合は、姿勢決定制御中にステアリングホイールが旋回方向に回転することになる。この場合、ステアリングホイールは、逸脱抑制制御により旋回方向と逆方向に回転した後に旋回方向に回転し、姿勢決定制御が終了するとセルフアライニングトルクにより再び旋回方向と逆方向に回転する。
 上述したように、姿勢決定制御の終了前に旋回方向にステアリングホイールを回転させると、ドライバーは、姿勢決定制御の終了後のセルフアライニングトルクによるステアリングホイールの回転を、姿勢決定制御による一連の操舵制御が継続していると誤認識してしまう。そのため、姿勢決定制御の終了後にドライバーがステアリングホイールの操作を開始するタイミングが遅れ、車線からの逸脱を回避するために車両の挙動が大きく変化する。
 本発明が解決しようとする課題は、操舵制御が終了し、ドライバーによる操舵操作に遷移するタイミングをドライバーが誤認識することを抑制できる運転支援方法及び運転支援装置を提供することである。
 本発明は、ドライバーの操舵操作により走行している車両が、走行中の車線から逸脱すると予測した場合に、車両が車線から逸脱する逸脱方向と、車両の旋回方向とが同じ方向であると判定したときは、車両のステアリングホイールを逸脱方向に回転させないことによって上記課題を解決する。
 本発明によれば、操舵制御が終了し、ドライバーによる操舵操作に遷移するタイミングをドライバーが誤認識することを抑制できる。
本発明の運転支援装置を含む運転支援システムの一例を示すブロック図である。 図1に示す運転支援システムを用いて運転支援としての操舵制御を実行する走行シーンの一例と、操舵制御中及び操舵制御の前後におけるステアリングホイールの動きを示すタイムチャートとを示す図である。 図2に示す走行シーンにおいて車両がより速い走行速度で走行する場合のタイムチャートを示す図である。 図2に示す走行シーンよりカーブの曲率が大きい走行シーンにおいて実行される操舵制御の一例と、操舵制御中及び操舵制御の前後におけるステアリングホイールの動きを示すタイムチャートとを示す図である。 図1の運転支援システムにおける処理手順の一例を示すフローチャートである(その1)。 図1の運転支援システムにおける処理手順の一例を示すフローチャートである(その2)。 図1の運転支援システムにおける処理手順の一例を示すフローチャートである(その3)。 本発明の比較例に係る操舵制御の一例と、当該比較例に係る操舵制御におけるステアリングホイールの動きを示すタイムチャートとを示す図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[運転支援システムの構成]
 図1は、本発明に係る運転支援システム1を示すブロック図である。運転支援システム1は車載システムであり、ドライバーの操舵操作により走行している車両の走行状態を監視し、車両が走行中の車線から逸脱すると予測される場合に、車両を車線から逸脱させないために車両の操向輪を転舵するためのシステムである。操向輪とは、車両の進行方向を変える車輪のことを言い、転舵輪とも言う。操舵操作とは、たとえば、ドライバーがステアリングホイールを回転させることである。また、車両の走行状態とは、後述する自車状態検出装置により検出されるパラメータであり、たとえば、車両の走行速度、加速度、横速度、横加速度、ヨーレート、ステアリングホイールの回転角度(以下、「操舵角」とも言う)などが挙げられる。
 車両が車線から逸脱するとは、車両が、車線を画定する境界を越え、平面視した場合に車体の一部又は全部が当該車線外の範囲に含まれることをいう。たとえば、車両が、白線などの境界線で画定された車線を走行している場合に、境界線を越えて当該車線の隣接車線に進入したときは、車両が車線から逸脱したと判定される。なお、車線を画定する境界は白線などの境界線に限られず、走行可能な領域と走行不可能な領域との境目でもよい。たとえば、ガードレール、路肩の縁石、中央分離帯、舗装路と未舗装路(たとえば砂利道)との境目なども車線を画定する境界に含まれる。
 図1に示すように、運転支援システム1は、撮像装置11、自車状態検出装置12、操舵制御装置13及び運転支援装置14を備える。運転支援システム1を構成する装置は、CAN(Controller Area Network)その他の車載LANによって接続され、互いに情報を授受できる。
 撮像装置11は、画像により車両の周囲の対象物を認識する装置であり、たとえば、CCDなどの撮像素子を備えるカメラ、超音波カメラなどのカメラである。撮像装置11は、一台の車両に複数を設けることができ、たとえば、車両のフロントグリル部、左右ドアミラーの下部及びリアバンパ近傍に配置する。
 撮像装置11が検出する対象物としては、上述した車線を画定する境界のほか、道路の車線境界線、中央線、路面標識、中央分離帯、ガードレール、縁石、高速道路の側壁、道路標識、信号機、横断歩道、工事現場、事故現場、交通制限などが挙げられる。また、対象物には、自車両以外の自動車(他車両)、自動二輪車(オートバイ)、自転車、歩行者など、車両の走行に影響を与える可能性がある障害物が含まれる。
 撮像装置11の検出結果は、必要に応じ、運転支援装置14により所定の時間間隔で取得される。この所定の時間間隔は、運転支援装置14の処理能力に応じて適宜の値を設定できる。また、複数の撮像装置11の検出結果を運転支援装置14において統合又は合成し、検出した対象物の不足する情報を補完することもできる。
 自車状態検出装置12は、車両の走行状態を検出するための装置であり、速度センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ(たとえばジャイロセンサ)、操舵角センサ、慣性計測ユニットなどが挙げられる。これらの装置については特に限定はなく、公知のものを用いることができる。また、これらの装置の配置及び数は、車両の走行状態を適切に検出できる範囲内で適宜に設定できる。各装置の検出結果は、必要に応じ、運転支援装置14により所定の時間間隔で取得される。
 操舵制御装置13は、操舵装置を電子的に制御するための車載コンピュータであり、たとえば電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)である。操舵制御装置13による操舵制御に必要な情報、たとえば車両の走行速度、加速度、操舵角及び姿勢は、自車状態検出装置12から取得する。操舵装置としては、たとえば、操舵角に応じて操向輪を転舵する、ステアリングのコラムシャフトに取り付けられたステアリングアクチュエータ(モータ)が挙げられる。また、操向輪を転舵する機構のステアリングラック又はピニオンギヤに取り付けられたステアリングアクチュエータでもよい。さらに、操向輪を転舵する機構とステアリングホイールとが機械的に切り離されたステアバイワイヤとして、操向輪を転舵する機構のステアリングラック又はピニオンギヤに取り付けられたステアリングアクチュエータと、ステアリングのコラムシャフトに取り付けられたステアリングアクチュエータとの両方を備えてもよい。
 運転支援装置14は、運転支援システム1を構成する装置を制御して協働させることで、ドライバーが操舵操作する車両の走行状態を監視し、車両の車線逸脱を抑制する操舵制御を実行するための装置である。運転支援装置14は、たとえばコンピュータであり、プロセッサであるCPU(Central Processing Unit)141と、プログラムが格納されたROM(Read Only Memory)142と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)143とを備える。CPU141は、ROM142に格納されたプログラムを実行して上述の監視と操舵制御を実行するための動作回路である。
 運転支援装置14は、走行状態を監視する監視機能と、操舵制御を実行する操舵制御機能とを備え、CPU141がROM142に格納されたプログラムを実行することで、これらの機能が実現される。図1には、各機能を実現する機能ブロックを便宜的に抽出して示す。以下、図1に示す支援部2、認識部21、予測部22、取得部23及び制御部24の各機能ブロックが有する機能について説明する。
[各機能ブロックの機能]
 支援部2は、運転支援システム1を構成する各装置から情報を取得し、取得した情報を処理し、各装置に指示を出力し、運転支援システム1を構成する装置を協働させる機能を有する。図2は、運転支援装置14が、監視機能による監視と、操舵制御機能による操舵制御とを実行する走行シーンの一例を示す平面図である。
 図2に示す走行シーンは、車両Vが車線Lを矢印Xの方向に向かって走行している走行シーンである。すなわち、図2に示す車両Vは、車両Vの進行方向左側の境界線B1と、進行方向右側の境界線B2とにより画定される車線Lを、図面の左側から右側の方向に向かって走行する。
 図2の走行シーンでは、ドライバーが車両Vの操舵操作を行い、図2に示す、左方向に旋回する左カーブに進入し、現在は位置P1を走行しているものとする。また、左カーブ進入後の操舵角が大きく、運転支援装置14による操向輪の転舵が実行されない場合は、車両Vは位置P1から進行方向左側に旋回し、境界線B1を越えて車線Lから逸脱するものとする。この場合、運転支援装置14は、監視機能により車両Vの車線Lからの逸脱を予測し、必要に応じて操舵制御機能により操舵制御を実行する。
 認識部21は、車両Vの車線Lからの逸脱を予測するため、車両Vの周囲の走行環境を認識する機能を有する。運転支援装置14は、認識部21の機能により、撮像装置11を用いて車両Vの周囲の走行環境を認識する。走行環境とは、車両Vが、現在の走行状態を維持できるか、走行状態を変更する必要があるかを判定するための情報であり、たとえば、対象物の種類及び位置、障害物が存在する場合はその種類及び位置、道路状況などの情報が含まれる。運転支援装置14は、撮像装置11の検出結果に対し、パターンマッチングなどの適宜の処理を行い、走行環境を認識する。
 図2に示す走行シーンでは、運転支援装置14は、認識部21の機能により撮像装置11の検出結果に対してエッジ抽出処理などを行い、境界線B1,B2を認識する。
 また、運転支援装置14は、ステアリングホイールの回転方向又は車両Vの旋回方向に応じ、車両Vと境界線B1,B2との幅員方向の距離を取得してもよい。図2に示す走行シーンでは、ドライバーがステアリングホイールに左方向の回転トルクを入力し、車両Vが左方向に旋回しているため、当該トルクが検出された場合に、車両Vと、進行方向左側の境界線B1との幅員方向の距離Dを取得する。なお、幅員方向の距離Dを取得する工程は本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けてもよい。
 予測部22は、ドライバーの操舵操作により走行している車両Vが、走行中の車線Lから逸脱するか否かを予測する機能を有する。運転支援装置14は、予測部22の機能により車両Vの進行方向を取得し、車両Vが当該進行方向に沿って走行し続けた場合に、車線Lを画定する境界を越えて車線Lから逸脱するか否かを予測する。車両Vの進行方向は、ヨーレートセンサから取得したヨーレート、操舵角センサから取得された操舵角などから認識する。
 車両Vの逸脱を予測する方法の一例として、運転支援装置14は、撮像装置11から取得した画像データから車両Vが走行中の車線Lの境界を検出し、当該境界と車両Vとの位置関係を認識する。つまり、上述の幅員方向の距離Dなどから、車両Vが境界から離れているのか、車両Vと境界が接近しているのか、車両Vと境界がどれくらい離れているのか、などを認識する。また、運転支援装置14は、車両Vの進行方向と、車線L上の車両Vが走行している位置での車線Lの接線方向とが成す角である対車線ヨー角を算出する。そして、車両Vが、算出された対車線ヨー角を維持して走行した場合に、車線Lを画定する境界を越えるか否かを予測する。なお、車線Lの接線方向は、上述した境界と車両Vとの位置関係から算出する。
 運転支援装置14は、たとえば、図2に示す、車両Vの進行方向に平行な線C1と、車両Vの走行位置における境界線B1の接線C2とが成す対車線ヨー角を算出し、車両V及び境界線B1との幅員方向の距離Dを取得する。対車線ヨー角の一例を図2にαとして示す。そして、対車線ヨー角と距離Dとから、車両Vの逸脱を予測する。対車線ヨー角が、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲内の角度であり、距離Dが長くなっている(つまり、車両Vと境界線B1とが離れている)場合は、運転支援装置14は、車両Vは車線Lから逸脱しないと予測する。これに対し、車両Vの対車線ヨー角が、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲より大きい又は小さい場合(すなわち、操舵角が必要な対車線ヨー角に対して大きすぎる又は小さすぎる場合)、距離Dが短くなっている場合(つまり、車両Vと境界線B1とが近づいている場合)などは、車両Vが車線Lから逸脱すると予測する。なお、境界線B1の接線C2は、たとえば、境界線B1において車両Vの車体と最も近い点における接線とする。
 また、運転支援装置14は、車両Vがカーブに進入するか否かを判定し、車両Vがカーブに進入すると判定した場合に、車両Vの逸脱を予測するようにしてもよい。たとえば、車両Vが直進している場合に、車両Vの前方に存在する車線Lの境界線が曲がっているときは、車両Vがカーブに進入すると判定し、当該境界線が曲がっていないときは、車両Vがカーブに進入しないと判定する。これに代え又はこれに加え、運転支援装置14は、図示しないGPSユニットから車両Vの現在位置を取得し、図示しない地図情報から車両Vの周辺の道路情報を取得し、車両Vの前方の道路情報から車両Vがカーブに進入するか否かを判定してもよい。なお、カーブへの進入判定は本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けてもよい。
 図2に示す走行シーンでは、ドライバーが左方向にステアリングホイールを回転させすぎたため、車両Vの対車線ヨー角は、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲より大きくなっている。そのため、車両Vが対車線ヨー角を維持して走行した場合は、車線Lを画定する境界線B1を越えて車線Lの外に向かうため、運転支援装置14は、車両Vが車線Lから逸脱すると予測する。そして、車両Vが車線Lから逸脱すると予測した場合は、運転支援装置14の操舵制御機能が作動し、操舵制御が実行される。
 取得部23は、車両Vが車線Lから逸脱する逸脱方向を取得する機能を有する。車両Vの逸脱方向とは、車両Vが走行中の車線Lから逸脱する場合に車両Vが向かう方向であり、車両Vが進行方向に対して右側又は左側のどちらに逸脱するのかを示す。つまり、逸脱方向は、車両Vが走行中の車線Lから逸脱すると予測された場合に、車線Lを画定する境界のうち、進行方向右側の境界と左側の境界のどちらを越えるかを示す。逸脱方向が左方向である場合は、車両Vは進行方向左側の境界を越えて車線Lから逸脱し、逸脱方向が右方向である場合は、車両Vは進行方向右側の境界を越えて車線Lから逸脱する。
 運転支援装置14は、車両Vの車線Lからの逸脱を予測したときに用いた車両Vの進行方向の情報から、車両Vが車線Lから逸脱する逸脱方向を取得する。たとえば、車両Vが車線Lから逸脱すると予測された場合に、車両Vの進行方向が車両Vの左前方又は左側方であるときは、逸脱方向は左方向であり、車両Vの進行方向が車両Vの右前方又は右側方であるときは、逸脱方向は右方向である。
 制御部24は、車両Vを車線Lから逸脱させない操舵制御を実行する機能を有する。車両Vを車線Lから逸脱させない操舵制御とは、車両Vの進行方向を車線Lに沿った方向にするために、転舵機構を用いて操向輪を回転させて転舵角を増加又は減少させることをいう。運転支援装置14は、車両Vと車線Lの境界との幅員方向の距離を確保し、車両Vの対車線ヨー角が、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲内の角度となるよう、操舵制御装置13を介してステアリングアクチュエータを作動させ、操向輪を左方向又は右方向に回転させて(つまり、操向輪を目標方向に向けて)転舵角を調整する。上述の範囲は、車両Vの走行速度と、車線Lの曲率とに基づいて適宜の範囲が設定される。
 なお、運転支援装置14は、操舵制御の実行中に、図示しない速度制御装置を用いて車両Vの走行速度を制御してもよい。走行速度の制御が実行されない場合は、車両Vの走行速度はドライバーの操作により制御される。また、操舵制御装置13を介してステアリングアクチュエータを作動させ、操向輪を左方向又は右方向に回転させて操舵角を調整してもよい。操向輪を転舵する機構とステアリングホイールとが機械的に切り離されたステアバイワイヤの場合には、操向輪を転舵する機構のステアリングラック又はピニオンギヤに取り付けられたステアリングアクチュエータの転舵角と、ステアリングのコラムシャフトに取り付けられたステアリングアクチュエータの操舵角とのうち一方又は両方を調整できる。
 図2に示す走行シーンでは、車両Vが位置P1を走行している時に、車両Vが車線Lから左方向に逸脱すると予測されたものとする。この場合、運転支援装置14は、取得部23の機能により逸脱方向を取得し、制御部24の機能により、車線Lからの逸脱を回避するために操舵制御を実行する。具体的には、逸脱方向が左方向であるので、操舵制御装置13に対して操向輪を右方向に回転させる指示を出力する。
 図2に示す走行シーンにおいて実行する操舵制御を、タイミング図を用いて詳しく説明する。図2には5つのタイミング図が示され、上から順に、(1)操舵制御の状態の図、(2)車両Vの逸脱方向の図、(3)操舵制御における操舵角指令値の図、(4)操舵角の図、(5)車両Vと境界線B1との幅員方向の距離Dの図である。各図の横軸は時間を示し、当該時間は、図2上部に示す走行シーンにおける経過時間に対応している。
 操舵制御の状態の図は、操舵制御が有効(ON)の状態であるか無効(OFF)の状態であるかを示す図であり、操舵制御が有効の状態であれば「有効(ON)」の値をとり、操舵制御が無効の状態であれば「無効(OFF)」の値をとる。車両Vの逸脱方向の図では、車両Vの逸脱方向に応じて「左方向逸脱」又は「右方向逸脱」の値をとり、車両Vが車線Lから逸脱しないと予測される場合は「非逸脱」の値をとる。
 操舵角指令値の図は、操舵制御において運転支援装置14から操舵制御装置13に出力される操舵角の指令値を示す図である。操舵角指令値の図と操舵角の図では、左方向の回転を正の値で表し、右方向の回転を負の値で表すものとする。なお、図2に示す走行シーンでは、ステアリングホイールと操向輪がつながっており、操舵角の変化に合わせて転舵角も変化するものとする。以下、タイミング図を用いて操舵制御における処理を説明する。
 図2に示す走行シーンでは、車両Vが位置P1を走行している時に、車両Vが車線Lから左方向に逸脱すると予測されたので、操舵制御の状態の図に示すとおり、位置P1において操舵制御が有効(ON)の状態になる。次に、図2に示す走行シーンでは車両Vが左前方に向かっているため、車両Vの逸脱方向の図に示すとおり、逸脱方向は左方向と判定される。運転支援装置14は、逸脱方向が左方向であることを示す情報を取得する。
 運転支援装置14は、車両Vの逸脱方向が左方向であるので、車両Vが車線Lに沿って走行できるよう、操舵制御装置13に対してステアリングホイールを右方向に回転させる指示を出力する。具体的には、操舵角指令値の図に示すとおり、左方向の操舵角を減少させる指令値を有する指示を出力する。これにより、ステアリングホイールが右方向へ回転され、操舵角の図に示すように左方向の操舵角が小さくなる。なお、ステアバイワイヤの場合は、操舵角指令値は転舵角指令値となり、当該指令値に従って転舵機構により操向輪が回転される。これとともに、目標操舵角が設定され、コラムシャフトに取り付けられたステアリングアクチュエータによりステアリングホイールが回転される。
 図2の走行シーンでは、操舵制御装置13により一定の角速度でステアリングホイールを右方向へ回転させ、車両Vが位置P2を走行している時に、車両Vの対車線ヨー角が、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲内の角度となったものとする。この場合、車両Vの走行位置が位置P2となった時点で、運転支援装置14は、操舵制御装置13に対し、ステアリングホイールの回転を停止して操舵角を維持する指示を出力する。これにより、ステアリングホイールの右方向への回転が停止し、操舵角の図に示すように操舵角が維持される。車両Vは、図2に示す操舵角を維持し、車両Vの対車線ヨー角が減少から増加に転じ、対車線ヨー角が増加し始める位置P3まで走行する。なお、位置P3は、車両Vが車線Lを画定する境界線B1に最も近づく位置でもある。
 幅員方向の距離Dの図に示す通り、車両Vが位置P1から位置P3まで走行する間、車両Vと境界線B1との距離は漸次短くなるため、運転支援装置14は、車両Vの逸脱判定を継続して繰り返し行う。逸脱判定が行われている間は、車両Vの逸脱方向の図に示すとおり、逸脱方向は左方向逸脱の値をとる。なお、必ずしも位置P2においてステアリングホイールの回転を停止する必要はない。
 車両Vの対車線ヨー角が増加し始める位置P3を通過した後、車両Vと境界線B1との距離Dが漸次長くなる。運転支援装置14は、車両Vが位置P3を通過した後、境界線B1から離れる走行状態が継続し、車両Vが車線Lから逸脱する走行状態を脱したと判定した段階で、車両Vが車線Lから逸脱しないと予測する。運転支援装置14は、たとえば、車両Vが位置P3を通過してから所定時間が経過した、位置P4を走行しているタイミングで、車両Vが車線Lから逸脱しないと予測する。この場合、運転支援装置14は、位置P4において操舵制御を終了し、ドライバーの操舵操作による走行に遷移する。
 位置P3を通過する前と同様に、車両Vの対車線ヨー角を、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲内の角度を維持するように制御すると、位置P3を通過した後にステアリングホイールを左方向に回転させる場合がある。図6は、本発明の比較例に係る操舵制御を示す図であり、図6に示す走行シーンは、図2に示す走行シーンにおいて、車両Vが位置P3を通過した後も車両Vの対車線ヨー角が上述の範囲内の角度を維持するように制御する走行シーンである。
 図6の操舵角指令値の図に示すとおり、比較例に係る操舵制御では位置P3を通過した後、ステアリングホイールを左方向に回転させる指示が操舵制御装置13に出力され、指令値に合わせて左方向の操舵角が増加する。そして、位置P3を通過してから所定時間が経過した位置Pxにおいて、車両Vと境界線B1との距離Dが広がり、車両Vが車線Lから逸脱しないと予測されたものとする。この場合、位置Pxにおいて操舵制御が終了し、操舵制御の状態の図に示すとおり、操舵制御の状態が無効(OFF)になる。また、逸脱方向は非逸脱の値をとる。位置Pxにおいて操舵制御が終了した後、ドライバーが操舵操作を開始しない場合は、図6に示すとおり、セルフアライニングトルクによりステアリングホイールが右方向に回転する。そのままの状態で走行を継続すると、車両Vが位置Pyを走行中のタイミングで操舵角が0°となり、ステアリングホイールの回転が停止する。
 図6に示す操舵制御では、位置P3から位置Pxまで走行する間はステアリングホイールが左方向に回転し、位置Pxから位置Pyまで走行する間はステアリングホイールが右方向に回転する。このように、セルフアライニングトルクによる右方向の回転の前に操舵制御による左方向の回転が行われると、ドライバーは、セルフアライニングトルクによる右回転が操舵制御による左方向の回転に続く、一連の操舵制御であると誤認識してしまう。また、ドライバーは、位置P3の通過から所定時間経過後も操舵制御が継続しており、位置Pyを通過してステアリングホイールの回転が停止した後も、ステアリングホイールが再び自動的に回転することを期待してしまう。そのため、ドライバーは、車両Vが位置Pyを通過しても操舵操作を開始せず、車両Vが境界線B2に接近してから操舵操作を開始することになる。この場合、車両Vを比較的短い時間で左方向に旋回させるため、車両Vの挙動が大きく変化してしまう。
 そこで、本実施形態の運転支援装置14は、取得部23の機能により、車両Vの旋回方向を取得し、制御部24の機能により、車両Vの逸脱方向と旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定する。そして、逸脱方向と旋回方向とが同じ方向であると判定した場合は、ステアリングホイールを逸脱方向に回転させない操舵制御を実行する。つまり、車両Vが旋回方向に逸脱する場合は、操舵制御が開始してから終了するまでステアリングホイールを逸脱方向に回転させず、逸脱方向と反対方向にのみ回転させる。
 これに対し、逸脱方向と旋回方向とが同じ方向でないと判定した場合は、車線Lからの逸脱を抑制する通常の操舵制御を実行する。車両Vが旋回方向と反対方向に逸脱する場合は、操舵角が車線Lに沿って旋回するには足りない状態であるため、車両Vが、予測された逸脱方向と反対方向に向かうように操舵角を増加させる。対車線ヨー角が増加し始めた時点で、車両Vの転舵角は、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲より大きな角度となっている。そのため、操舵角を減少させ、車両Vを車線Lに沿って走行させることになる。つまり、逸脱方向と旋回方向が異なる走行シーンでは、操舵角は一度増加した後は減少するのみで、操舵角を減少させた後に再度増加させる操舵制御は行われないため、ドライバーが、セルフアライニングトルクによるステアリングホイールの回転を操舵制御による回転と誤認識する事態は生じない。
 運転支援装置14は、操舵角センサの検出結果から、車両Vの旋回方向が左方向と右方向のいずれであるかを取得する。運転支援装置14は、逸脱方向と旋回方向を同時に取得してもよく、逸脱方向と旋回方向のいずれか一方を先に取得してもよい。また、車両Vの旋回方向は、ヨーレートセンサから取得したヨーレート、撮像装置11の検出結果から求めた対車線ヨー角、加速度センサから取得した横加速度などから認識してもよい。
 図2に示す走行シーンでは、操舵角指令値の図に示すとおり、車両Vが位置P3を通過した後も指令値として同じ操舵角指令値が出力される。そのため、ステアリングホイールは回転せず、操舵角は維持される。そして、位置P3を通過してから所定時間が経過した位置P4において操舵制御が終了し、操舵制御の状態が無効(OFF)になる。位置P4において操舵制御が終了した後、ドライバーが操舵操作を開始しない場合は、図2に示すとおりにセルフアライニングトルクによりステアリングホイールが右方向に回転する。そのままの状態で走行を継続すると、車両Vが位置P5を走行中のタイミングで操舵角が0°となり、ステアリングホイールの回転が停止する。
 図2に示す操舵制御では、位置P3から位置P4まで走行する間、ステアリングホイールは逸脱方向と同じ左方向には回転しない。そのため、ドライバーは、セルフアライニングトルクによる右回転が開始したタイミングで操舵制御が終了したことを認識し、操舵操作を開始できる。また、ドライバーが、操舵制御が終了したことに気が付かず、車両Vが位置P5まで走行したとしても、比較例に係る操舵制御と異なり、ドライバーは、ステアリングホイールが再び自動的に回転することは期待しない。そのため、車両Vが位置P5を通過したタイミングで速やかに操舵操作を開始できる。
 また、運転支援装置14は、対車線ヨー角が増加し始めてから、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングでステアリングホイールの回転を停止させ、操舵角を維持してもよい。この場合、操舵制御は、ステアリングホイールが停止している状態で終了する。所定角度は、たとえば0.05~0.2°である。これに代え、運転支援装置14は、対車線ヨー角が増加し始めてから、ある一定の時間が経過するまで間のあるタイミングでステアリングホイールの回転を停止させ、操舵角を維持してもよい。この場合、操舵制御は、ステアリングホイールが停止している状態で終了する。一定の時間は、たとえば0.1~1[秒]である。
 なお、図2に示す走行シーンでは、車両Vの対車線ヨー角が、車両Vが車線Lに沿って走行できる範囲内の角度となる位置P2から、車両Vの対車線ヨー角が増加し始める位置P3まで操舵角を維持しているが、必ずしも位置P2と位置P3との間で操舵角を維持する必要はなく、位置P2と位置P3との間で操舵角が変化してもよい。また、これらの例示された操舵制御は本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて設けてもよい。
 次に、図3を用いて、図2に示す走行シーンにおいて車両Vがより速い走行速度で走行する場合の操舵制御について説明する。図3に示す走行シーンは、図2に示す走行シーンと同様であるが、車両Vの走行速度が図2に示す走行シーンより速いことだけが異なる。ある走行軌跡に追従する場合、走行速度が速いほど操舵角を大きくする必要がある。そのため、図3に示す走行シーンでは、図2に示す走行シーンより操舵角が大きくなる。この操舵角が大きい状態で操舵制御を終了すると、セルフアライニングトルクによりステアリングホイールの回転速度が速くなり、車両Vの挙動が大きく変化する。
 そこで、運転支援装置14は、車両Vの走行速度を取得し、車両Vの走行速度が所定速度以下である場合は、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させるとともに、車両Vの対車線ヨー角を算出する。そして、対車線ヨー角が増加し始めてから、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングで、ステアリングホイールの回転を停止させ、操舵角を維持した状態で操舵制御を終了させる。
 これに対し、車両Vの走行速度が所定速度より速い場合は、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させるとともに、車両Vの対車線ヨー角を算出する。そして、対車線ヨー角が増加し始めてから、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングで、ステアリングホイールの回転を停止させ、操舵角を維持する。さらに、操舵角の維持を開始した後の所定タイミングから、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させ、ステアリングホイールが逸脱方向と反対の方向に回転している状態で操舵制御を終了させる。これにより、操舵制御が終了する前に操舵角を小さくできるため、セルフアライニングトルクにより車両Vの挙動が大きく変化することを抑制できる。
 所定速度は、セルフアライニングトルクによる挙動の変化が車両Vの乗員に違和感を与えない範囲内で適宜の値を設定できる。また、所定タイミングは、操舵角の維持を開始してから、操舵制御が終了するまでの間のタイミングであり、たとえば、車両Vの対車線ヨー角が増加し始める位置を通過したタイミングである。また、運転支援装置14は、走行速度が所定速度より速い場合は、走行速度が速いほど、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させる速度を大きく設定してもよい。
 図3に示す走行シーンでは、運転支援装置14は、位置P3までは図2に示す操舵制御と同様の操舵制御を実行する。車両Vが位置P3を通過した後は、操舵角指令値の図に示すとおり、左方向の操舵角を減少させる指令値が出力される。そのため、ステアリングホイールは右方向に回転し、位置P3を通過してから所定時間が経過した位置P4まで一定の角速度で回転し続ける。位置P4において操舵制御が終了し、操舵制御の状態が無効(OFF)になった後、ドライバーが操舵操作を開始しない場合は、図3に示すとおり、セルフアライニングトルクによりステアリングホイールが右方向に回転する。そのままの状態で走行を継続すると、車両Vが位置P5を走行中のタイミングで操舵角が0°となり、ステアリングホイールの回転が停止する。
 次に、図4を用いて、図2に示すカーブより曲率の大きなカーブを走行する場合の操舵制御について説明する。図4に示す走行シーンは、図2に示す走行シーンと同様であるが、カーブの曲率が図2に示すカーブより大きいことだけが異なる。図4に示す走行シーンでは、車両Vが車線Laを矢印Xaの方向に向かって走行しており、車線Laは、車両Vの進行方向左側の境界線B1aと、進行方向右側の境界線B2aとにより画定されている。
 図4に示す走行シーンでは、図2に示す走行シーンよりカーブの曲率が大きいため、図2に示す走行シーンと同じ走行速度で走行すると、操舵角を図2に示す角度より大きくする必要がある。そのため、図4に示す走行シーンでは、図2に示す走行シーンより操舵角が大きくなる。この場合、図3に示す走行シーンと同様に、操舵角が大きい状態で操舵制御を終了すると、セルフアライニングトルクにより車両Vの挙動が大きく変化してしまう。
 そこで、運転支援装置14は、車線Laの曲率を取得し、車線Laの曲率が所定値以下である場合は、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させるとともに、車両Vの対車線ヨー角を算出する。そして、対車線ヨー角が増加し始めてから、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングで、ステアリングホイールの回転を停止させ、操舵角を維持した状態で操舵制御を終了させる。
 これに対し、車線Laの曲率が所定値より大きい場合は、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させるとともに、車両Vの対車線ヨー角を算出する。そして、対車線ヨー角が増加し始めてから、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングで、ステアリングホイールの回転を停止させて操舵角を維持する。さらに、操舵角の維持を開始した後の所定タイミングから、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させ、ステアリングホイールが逸脱方向と反対の方向に回転している状態で操舵制御を終了させる。これにより、操舵制御が終了する前に操舵角を小さくできるため、セルフアライニングトルクにより車両Vの挙動が大きく変化することを抑制できる。
 所定値は、セルフアライニングトルクによる挙動の変化が車両Vの乗員に違和感を与えない範囲内で適宜の値を設定できる。所定タイミングは、上述のとおり、操舵角の維持を開始したタイミングから、操舵制御が終了するタイミングまでの間のタイミングであり、たとえば、車両Vの対車線ヨー角が増加し始める位置を通過したタイミングである。また、運転支援装置14は、車線Laの曲率が所定値より大きい場合は、曲率が大きいほど、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させる速度を大きく設定してもよい。
 図4に示す走行シーンでは、運転支援装置14は、位置P3aまでは図2に示す操舵制御と同様の操舵制御を実行する。車両Vが位置P3aを通過した後は、操舵角指令値の図に示すとおり、左方向の操舵角を減少させる指令値が出力される。そのため、ステアリングホイールは右方向に回転し、位置P3aを通過してから所定時間が経過した位置P4aまで一定の角速度で回転し続ける。位置P4aにおいて操舵制御が終了し、操舵制御の状態が無効(OFF)になった後、ドライバーが操舵操作を開始しない場合は、図4に示すとおり、セルフアライニングトルクによりステアリングホイールが右方向に回転する。そのままの状態で走行を継続すると、車両Vが位置P5aを走行中のタイミングで操舵角が0°となり、ステアリングホイールの回転が停止する。
 なお、車線Laの曲率を取得すること、車両Vの走行速度を取得すること、操舵角の維持を開始した後の所定タイミングから、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させること、ステアリングホイールが逸脱方向と反対の方向に回転している状態で操舵制御を終了すること、操舵角を維持した状態で操舵制御を終了すること、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させ、対車線ヨー角が増加し始めてから、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングでステアリングホイールの回転を停止させて操舵角を維持することとは、本発明に必須の構成ではなく、必要に応じて追加してもよい。
[運転支援システムにおける処理]
 図5A~5Cを参照して、運転支援装置14が情報を処理する際の手順を説明する。図5A~5Cは、本実施形態の運転支援システム1において実行される、情報の処理を示すフローチャートの一例である。以下に説明する処理は、運転支援装置14のプロセッサであるCPU141により所定の時間間隔で実行される。
 まず、図5AのステップS1にて、認識部21の機能により、撮像装置11の検出結果から車両Vが走行する車線Lの境界を検出し、続くステップS2にて、予測部22の機能により、車両がカーブに進入するか否かを判定する。車両Vがカーブに進入しないと判定した場合は、ステップS6に進み、支援部2の機能により、車両Vが目的地に到達したか否かを判定する。目的地に到達したと判定した場合は、ルーチンの実行を終了し、車両Vが目的地に到達していないと判定した場合は、ステップS1に進む。
 ステップS2にて、車両Vがカーブに進入すると判定した場合は、ステップS3に進み、予測部22の機能により車両Vの進行方向を取得し、続くステップS4にて、車両Vが車線Lから逸脱するか否かを予測する。車両Vが車線Lから逸脱しないと予測した場合は、ステップS5に進み、車両Vがカーブを通過したか否かを判定する。車両Vが直進し、車線Lの境界が曲がっていない場合は、カーブを通過したと判定し、ステップS6に進み、カーブを通過していないと判定した場合は、ステップS3に進む。
 ステップS4にて、車両Vが車線Lから逸脱すると予測した場合は、図5BのステップS11に進む。ステップS11にて、制御部24の機能により操舵制御を開始し、続くステップS12にて、取得部23の機能により車両の逸脱方向を取得し、ステップS13にて、車両Vの旋回方向を取得する。続くステップS14にて、逸脱方向と旋回方向が同じ方向であるか否かを判定し、逸脱方向と旋回方向とが異なる方向である場合は、ステップS15に進む。ステップS15では、車線Lからの逸脱を抑制する通常の操舵制御を実行し、図5AのステップS6に進む。
 これに対し、逸脱方向と旋回方向とが同じ方向である場合は、ステップS16に進み、操舵制御装置13を介してステアリングアクチュエータを作動させ、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させる。続くステップS17にて、対車線ヨー角を算出し、ステップS18にて、対車線ヨー角が増加したか否かを判定する。対車線ヨー角が増加していないと判定した場合は、ステップS16に進み、操舵制御装置13を用いてステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させる。これに対し、対車線ヨー角が増加している(又は増加し始めた)と判定した場合は、ステップS19に進み、対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間にステアリングホイールの回転を停止し、操舵角を維持する。
 図5CのステップS20に進み、取得部23の機能により車線Lの曲率を取得し、続くステップS21にて、制御部24の機能により曲率が所定値以下であるか否かを判定する。曲率が所定値以下である場合は、ステップS22に進み、曲率が所定値より大きい場合は、ステップS24に進む。ステップS22にて、車両Vの走行速度を取得し、ステップS23にて、車両Vの走行速度が所定速度以下であるか否かを判定する。走行速度が所定速度以下である場合は、ステップS26に進み、走行速度が所定速度より速い場合は、ステップS24に進む。
 ステップS24にて、制御部24の機能により、所定タイミングに到達したか否かを判定し、所定タイミングに到達していないと判定した場合は、所定タイミングに到達するまでステップS24を繰り返す。これに対し、所定タイミングに到達したと判定した場合は、ステップS25に進み、操舵制御装置13を介してステアリングアクチュエータを作動させ、ステアリングホイールを逸脱方向と反対の方向に回転させ始める。続くステップS26にて、対車線ヨー角が増加し始めてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定した場合は、ステップS26を繰り返し、所定時間が経過したと判定した場合は、ステップS27に進み、操舵制御を終了する。その後、図5AのステップS6に進む。
 なお、ステップS20~ステップS25の各ステップは必須のステップではなく、必要に応じて追加してもよく省略してもよい。具体的には、ステップS20及びS21のみを省略してもよく、ステップS22及びS23のみを省略してもよく、ステップS20~S25の全てを省略してもよい。
[本発明の実施態様]
 以上のとおり、本実施形態によれば、プロセッサにより実行される運転支援方法において、前記プロセッサは、ドライバーの操舵操作により走行している車両Vが、走行中の車線Lから逸脱するか否かを予測し、前記車両Vが前記車線Lから逸脱すると予測した場合は、前記車両Vが前記車線Lから逸脱する逸脱方向と、前記車両Vの旋回方向とを取得し、前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定し、前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であると判定した場合は、前記車両Vのステアリングホイールを前記逸脱方向に回転させず、前記車両Vを前記車線Lから逸脱させない操舵制御を実行する、運転支援方法が提供される。これにより、操舵制御が終了し、ドライバーによる操舵操作に遷移するタイミングをドライバーが誤認識することを抑制できる。
 また、本実施形態の運転支援方法によれば、前記プロセッサは、前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であると判定した場合は、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記車両Vの進行方向と、前記車線L上の前記車両Vが走行している位置での前記車線Lの接線方向とが成す角である対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持する。これにより、逸脱方向と反対の方向へ車両Vが逸脱することを抑制できる。
 また、本実施形態の運転支援方法によれば、前記プロセッサは、前記車線Lの曲率を取得し、前記曲率が所定値以下である場合は、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記車両Vの進行方向と、前記車線L上の前記車両Vが走行している位置での前記車線Lの接線方向とが成す角である対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持し、前記回転角度を維持した状態で前記操舵制御を終了し、前記曲率が前記所定値より大きい場合は、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が前記所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持し、前記回転角度の維持を開始した後の所定タイミングから前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記ステアリングホイールが前記逸脱方向と反対の方向に回転している状態で前記操舵制御を終了する。これにより、セルフアライニングトルクによるステアリングホイールの回転速度を制御し、車両Vの挙動変化を抑制できる。
 また、本実施形態の運転支援方法によれば、前記プロセッサは、前記曲率が前記所定値より大きい場合は、前記曲率が大きいほど、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させる速度を大きく設定する。これにより、セルフアライニングトルクによるステアリングホイールの回転速度を制御し、車両Vの挙動変化を抑制できる。
 また、本実施形態の運転支援方法によれば、前記プロセッサは、前記車両Vの走行速度を取得し、前記走行速度が所定速度以下である場合は、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記車両Vの進行方向と、前記車線La上の前記車両Vが走行している位置での前記車線Laの接線方向とが成す角である対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持し、前記回転角度を維持した状態で前記操舵制御を終了し、前記走行速度が前記所定速度より速い場合は、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が前記所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持し、前記回転角度の維持を開始した後の所定タイミングから前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、前記ステアリングホイールが前記逸脱方向と反対の方向に回転している状態で前記操舵制御を終了する。これにより、セルフアライニングトルクによるステアリングホイールの回転速度を制御し、車両Vの挙動変化を抑制できる。
 また、本実施形態の運転支援方法によれば、前記プロセッサは、前記走行速度が前記所定速度より速い場合は、前記走行速度が速いほど、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させる速度を大きく設定する。これにより、セルフアライニングトルクによるステアリングホイールの回転速度を制御し、車両Vの挙動変化を抑制できる。
 また、本実施形態によれば、ドライバーの操舵操作により走行している車両Vが、走行中の車線Lから逸脱するか否かを予測する予測部22と、前記予測部22が、前記車両Vが前記車線Lから逸脱すると予測した場合に、前記車両Vが前記車線Lから逸脱する逸脱方向と、前記車両Vの旋回方向とを取得する取得部23と、前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定し、前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であると判定した場合に、前記車両Vのステアリングホイールを前記逸脱方向に回転させず、前記車両Vを前記車線Lから逸脱させない操舵制御を実行する制御部24とを備える、運転支援装置14が提供される。これにより、操舵制御が終了し、ドライバーによる操舵操作に遷移するタイミングをドライバーが誤認識することを抑制できる。
1…運転支援システム、11…撮像装置、12…自車状態検出装置、13…操舵制御装置、14…運転支援装置、141…CPU(プロセッサ)、142…ROM、143…RAM
2…支援部、21…認識部、22…予測部、23…取得部、24…制御部
B1,B2,B1a,B2a…境界線、C1…車両の前後方向に平行な線、C2…境界の接線、D…距離、L,La…車線、P1~P5,P1a~P5a,Px,Py…位置、V…車両、X,Xa…矢印、α…対車線ヨー角

Claims (7)

  1.  プロセッサにより実行される運転支援方法において、
     前記プロセッサは、
     ドライバーの操舵操作により走行している車両が、走行中の車線から逸脱するか否かを予測し、
     前記車両が前記車線から逸脱すると予測した場合は、前記車両が前記車線から逸脱する逸脱方向と、前記車両の旋回方向とを取得し、
     前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定し、
     前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であると判定した場合は、前記車両のステアリングホイールを前記逸脱方向に回転させず、前記車両を前記車線から逸脱させない操舵制御を実行する、運転支援方法。
  2.  前記プロセッサは、
     前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であると判定した場合は、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
     前記車両の進行方向と、前記車線上の前記車両が走行している位置での前記車線の接線方向とが成す角である対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持する、請求項1に記載の運転支援方法。
  3.  前記プロセッサは、
     前記車線の曲率を取得し、
     前記曲率が所定値以下である場合は、
      前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
      前記車両の進行方向と、前記車線上の前記車両が走行している位置での前記車線の接線方向とが成す角である対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持し、
      前記回転角度を維持した状態で前記操舵制御を終了し、
     前記曲率が前記所定値より大きい場合は、
      前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
      前記対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が前記所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの前記回転角度を維持し、
      前記回転角度の維持を開始した後の所定タイミングから前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
      前記ステアリングホイールが前記逸脱方向と反対の方向に回転している状態で前記操舵制御を終了する、請求項1又は2に記載の運転支援方法。
  4.  前記プロセッサは、前記曲率が前記所定値より大きい場合は、前記曲率が大きいほど、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させる速度を大きく設定する、請求項3に記載の運転支援方法。
  5.  前記プロセッサは、
     前記車両の走行速度を取得し、
     前記走行速度が所定速度以下である場合は、
      前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
      前記車両の進行方向と、前記車線上の前記車両が走行している位置での前記車線の接線方向とが成す角である対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの回転角度を維持し、
      前記回転角度を維持した状態で前記操舵制御を終了し、
     前記走行速度が前記所定速度より速い場合は、
      前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
      前記対車線ヨー角が増加し始めてから、前記対車線ヨー角の増分が前記所定角度となるまでの間のあるタイミングから前記ステアリングホイールの前記回転角度を維持し、
      前記回転角度の維持を開始した後の所定タイミングから前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させ、
      前記ステアリングホイールが前記逸脱方向と反対の方向に回転している状態で前記操舵制御を終了する、請求項1~4のいずれか一項に記載の運転支援方法。
  6.  前記プロセッサは、前記走行速度が前記所定速度より速い場合は、前記走行速度が速いほど、前記ステアリングホイールを前記逸脱方向と反対の方向に回転させる速度を大きく設定する、請求項5に記載の運転支援方法。
  7.  ドライバーの操舵操作により走行している車両が、走行中の車線から逸脱するか否かを予測する予測部と、
     前記予測部が、前記車両が前記車線から逸脱すると予測した場合に、前記車両が前記車線から逸脱する逸脱方向と、前記車両の旋回方向とを取得する取得部と、
     前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であるか否かを判定し、
     前記逸脱方向と前記旋回方向とが同じ方向であると判定した場合に、前記車両のステアリングホイールを前記逸脱方向に回転させず、前記車両を前記車線から逸脱させない操舵制御を実行する制御部とを備える、運転支援装置。
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