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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024118722
(43)【公開日】2024-09-02
(54)【発明の名称】車両の走行制御装置
(51)【国際特許分類】
   B62D 6/00 20060101AFI20240826BHJP
【FI】
B62D6/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023025160
(22)【出願日】2023-02-21
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110000213
【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】松元 涼
(72)【発明者】
【氏名】宮脇 治郎
【テーマコード(参考)】
3D232
【Fターム(参考)】
3D232CC20
3D232DA04
3D232DA22
3D232DA24
3D232DA84
3D232DA87
3D232DC08
3D232DE03
3D232DE12
3D232EA01
3D232EB04
3D232GG01
(57)【要約】      (修正有)
【課題】車両が車線内にて車線に沿って走行するように車両の走行を制御する走行制御装置であって、制御の終了条件が成立したときには、目標制御量及び実際の制御量の大小関係に応じて制御量を漸減させることができる走行制御装置を提供する。
【解決手段】車両102が車線内にて車線に沿って走行するための旋回に関する目標操舵角を演算し、実際の操舵角を目標操舵角にするための操舵角の目標修正量を演算し、操舵角の修正量が目標修正量になるように自動操舵装置46を制御する制御ユニットを含み、制御ユニットは、走行制御を終了させる必要があると判定したときには、操舵角の目標修正量を漸減させる車両の走行制御装置100であって、制御ユニットは、走行制御を終了させる必要があると判定した時点に最も近い目標操舵角及び実際の操舵角の大小関係に応じて目標修正量の減少の度合を変更する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の前方の物標の情報を取得する物標情報取得装置と、
自動操舵装置と、
車両の走行制御を行うよう構成された制御ユニットと、を含み、
前記走行制御は、前記物標情報取得装置により取得された情報に基づいて車線を特定し、車両が前記車線内にて前記車線に沿って走行するための旋回に関する目標制御量を演算し、車両の旋回に関する実際の制御量を前記目標制御量にするための操舵角の目標修正量を演算し、操舵角の修正量が前記目標修正量になるように前記自動操舵装置を制御することにより、車両を前記車線内にて前記車線に沿って走行させる走行制御であり、
前記制御ユニットは、前記走行制御を終了させる必要があると判定したときには、前記操舵角の目標修正量を漸減させるよう構成された車両の走行制御装置において、
前記制御ユニットは、更に、前記走行制御を終了させる必要があると判定した時点に最も近い前記目標制御量及び前記実際の制御量の大小関係に応じて、前記目標修正量の減少の度合を異なる度合に変更するよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記実際の制御量が前記目標制御量よりも大きいときには、前記目標制御量が前記実際の制御量よりも大きいときに比して、前記目標修正量の減少の度合を大きくするよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項3】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記実際の制御量が前記目標制御量よりも大きく且つ前記実際の制御量と前記目標制御量との差が第一の基準値以上であると判定したときには、前記目標修正量の減少の度合を大きくするよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項4】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記目標制御量が前記実際の制御量よりも大きく且つ前記目標制御量と前記実際の制御量との差が第二の基準値以上であると判定したときには、前記目標修正量の減少の度合を小さくするよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項5】
請求項3に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記実際の制御量と前記目標制御量との差が大きいほど前記目標修正量の減少の度合を大きくするよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項6】
請求項4に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記目標制御量と前記実際の制御量との差が大きいほど前記目標修正量の減少の度合を小さくするよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項7】
請求項4に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記目標修正量の減少率の低減及び前記目標修正量の減少開始の遅延の少なくとも一方により、前記目標修正量の減少の度合を小さくするよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項8】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記車線がカーブしていると判定し且つ前記目標修正量が前記車線に対し車両をカーブの外側へ移動させる修正量であるときには、前記目標修正量の減少の度合を変更しないよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項9】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記物標情報取得装置により取得された情報に基づいて、車両が前記車線から逸脱する虞を推定し、前記虞があると判定したときに前記虞を低減するための目標制御量として前記旋回に関する目標制御量を演算するよう構成された車両の走行制御装置。
【請求項10】
請求項1に記載の車両の走行制御装置において、前記制御ユニットは、前記物標情報取得装置により取得された情報に基づいて、車両が車線内にて前記車線に沿って走行するための目標軌跡を設定し、車両を前記目標軌跡に沿って走行させるための目標制御量として前記旋回に関する目標制御量を演算するよう構成された車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車などの車両のための走行制御装置に係る。
【背景技術】
【0002】
自動車などの車両のための走行制御装置の一つとして、車両が車線内にて車線に沿って走行するように車両の走行を制御する走行制御装置が良く知られている。この種の走行制御装置として、車線逸脱防止装置及び車線維持装置が知られている。
【0003】
車線逸脱防止装置は、車線に対する車両の位置を検出し、検出された車両の位置に基づいて車両が車線から逸脱する虞があると判定したときには、車両が車線から逸脱する虞が低減されるように操舵輪を自動的に操舵する車線逸脱防止制御を行う。本願においては、車線逸脱防止制御はLDA(Lane Departure Alert with Controlの略)と呼称される。
【0004】
車線維持装置は、車線又は先行車両の走行軌跡に基づいて車両が車線内にて車線に沿って走行するための目標軌跡を設定し、車両が目標軌跡に沿って走行するように操舵輪を自動的に操舵する車線維持制御を行う。本願においては、車線維持制御はLTA(Lane Tracing Assistの略)と呼称される。
【0005】
LDA及びLTAの何れの場合にも、白線を検出できないなど、それらの制御の終了条件が成立すると、自動操舵から運転者による操舵に移行する必要があるので、自動操舵の制御量が予め設定された低減率にて漸減される。例えば、下記の特許文献1には、車両がカーブ路を走行している状況において、自動操舵の不能条件が成立すると、自動操舵の目標値を所定の時間かけて最小値まで漸減させる操舵支援制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2017-061280号公報
【発明の概要】
【0007】
〔発明が解決しようとする課題〕
上述のように、LDA及びLTAの何れの場合にも、制御の終了条件が成立すると、自動操舵の制御量が漸減される必要があるが、制御量の好ましい低減率は制御の終了条件が成立したときの車両の状況によって異なる。例えば、目標制御量が実際の制御量よりも大きいときには、制御が継続される必要がある状況にて制御が終了されるので、制御量の低減率は小さいことが好ましい。逆に、実際の制御量が目標制御量よりも大きいときには、制御が行われる必要がない状況にて制御が終了されるので、制御量の低減率は大きいことが好ましい。
【0008】
しかるに、従来の走行制御装置においては、制御の終了条件が成立すると、自動操舵の制御量が予め設定された低減率にて漸減されるので、目標制御量及び実際の制御量の大小関係に応じて制御量を漸減させることができない。
【0009】
本発明は、車両が車線内にて車線に沿って走行するように車両の走行を制御する走行制御装置であって、制御の終了条件が成立したときには、目標制御量及び実際の制御量の大小関係に応じて制御量を漸減させることができる走行制御装置を提供する。
【0010】
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
本発明によれば、車両(102)の前方の物標の情報を取得する物標情報取得装置(16)と、自動操舵装置(46)と、車両の走行制御を行うよう構成された制御ユニット(運転支援ECU10など)と、を含み、走行制御は、物標情報取得装置により取得された情報に基づいて車線(110)を特定し、車両が車線内にて車線に沿って走行するための旋回に関する目標制御量(目標操舵角θt)を演算し、旋回に関する実際の制御量(操舵角θ)を目標制御量にするための操舵角の目標修正量(操舵角の目標修正量Δθt)を演算し、操舵角の修正量が目標修正量になるように自動操舵装置を制御することにより、車両を車線内にて車線に沿って走行させる制御(S10~S30)であり、制御ユニットは、走行制御を終了させる必要があると判定したときには(S40)、操舵角の目標修正量を漸減させる(S60~S80)よう構成された車両の走行制御装置(100)が提供される。
【0011】
制御ユニットは、更に、走行制御を終了させる必要があると判定した時点に最も近い目標制御量及び実際の制御量の大小関係に応じて目標修正量の減少の度合を異なる度合に変更する(S50)よう構成される。
【0012】
上記の構成によれば、走行制御を終了させる必要があると判定したときには、操舵角の目標修正量が漸減されるが、走行制御を終了させる必要があると判定した時点に最も近い目標制御量及び実際の制御量の大小関係に応じて目標修正量の減少の度合が異なる度合に変更される。よって、目標制御量及び実際の制御量の大小関係に応じて目標修正量の減少の度合を可変設定することができる。
【0013】
〔発明の態様〕
本発明の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、実際の制御量が目標制御量よりも大きいときには、目標制御量が実際の制御量よりも大きいときに比して、目標修正量の減少の度合を大きくするよう構成される。
【0014】
上記態様によれば、実際の制御量が目標制御量よりも大きいときには、目標制御量が実際の制御量よりも大きいときに比して、目標修正量の減少の度合が大きくされる。よって、実際の制御量が目標制御量よりも大きい状況において、不要な走行制御が長く継続する虞を低減することができる。逆に、実際の制御量が目標制御量よりも大きいときには、目標修正量の減少の度合は大きくされない。よって、実際の制御量が目標制御量よりも大きい状況において、走行制御が早期に終了する虞を低減することができる。
【0015】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、実際の制御量が目標制御量よりも大きく且つ実際の制御量と目標制御量との差が第一の基準値を超えると判定したときには、目標修正量の減少の度合を大きくするよう構成される。
【0016】
上記態様によれば、実際の制御量が目標制御量よりも大きく且つ実際の制御量と目標制御量との差が第一の基準値を超えると判定されたときには、目標修正量の減少の度合が大きくされる。よって、実際の制御量と目標制御量との差が小さく、目標修正量の減少の度合を大きくする必要性が乏しい状況において、目標修正量の減少の度合を変更せずに、目標修正量の減少の度合を大きくする必要性が高い状況において、目標修正量の減少の度合を大きくすることができる。
【0017】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、目標制御量が実際の制御量よりも大きく且つ目標制御量と実際の制御量との差が第二の基準値を超えると判定したときには、目標修正量の減少の度合を小さくするよう構成される。
【0018】
上記態様によれば、目標制御量が実際の制御量よりも大きく且つ目標制御量と実際の制御量との差が第二の基準値を超えると判定されたときには、目標修正量の減少の度合が小さくされる。よって、目標制御量と実際の制御量との差が小さく、目標修正量の減少の度合を小さくする必要性が乏しい状況において、目標修正量の減少の度合を変更せずに、目標修正量の減少の度合を小さくする必要性が高い状況において、目標修正量の減少の度合を小さくすることができる。
【0019】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、実際の制御量と目標制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合を大きくするよう構成される。
【0020】
上記態様によれば、実際の制御量と目標制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合を大きくすることができるので、実際の制御量と目標制御量との差が大きくても自動操舵装置による自動操舵を早く終了させることができる。
【0021】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、目標制御量と実際の制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合を小さくするよう構成される。
【0022】
上記態様によれば、目標制御量と実際の制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合が小さくされるので、目標制御量と実際の制御量との差が大きいほど自動操舵装置による自動操舵を長く継続させることができる。
【0023】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、目標修正量の減少率の低減及び目標修正量の減少開始の遅延の少なくとも一方により、目標修正量の減少の度合を小さくするよう構成される。
【0024】
上記態様によれば、目標修正量の減少率の低減及び目標修正量の減少開始の遅延の一方又は両方により、目標修正量の減少の度合を小さくすることができる。
【0025】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、車線がカーブしていると判定し且つ目標修正量が車線に対し車両をカーブの外側へ移動させる修正量であるときには、目標修正量の減少の度合を変更しないよう構成される。
【0026】
一般に、車線がカーブしていると判定され且つ目標修正量が車線に対し車両をカーブの外側へ移動させる修正量であるときには、車線がカーブしていると判定され且つ目標修正量が車線に対し車両をカーブの内側へ移動させる修正量であるときに比して、目標修正量が小さく、目標修正量の減少の度合を変更する必要性が低い。
【0027】
上記態様によれば、車線がカーブしていると判定され且つ目標修正量が車線に対し車両をカーブの外側へ移動させる修正量であるときには、目標修正量の減少の度合の変更を省略することができる。
【0028】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、物標情報取得装置により取得された情報に基づいて、車両が車線から逸脱する虞を推定し、虞があると判定したときに虞を低減するための目標制御量として旋回に関する目標制御量を演算するよう構成される。
【0029】
上記態様によれば、車両が車線から逸脱する虞が推定され、虞があると判定されたときに虞を低減するための目標制御量として旋回に関する目標制御量が演算される。よって、走行制御により、車両が車線から逸脱する虞を低減することができる。
【0030】
本発明の他の一つの態様においては、制御ユニット(運転支援ECU10など)は、物標情報取得装置により取得された情報に基づいて、車両が車線内にて車線に沿って走行するための目標軌跡を設定し、車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標制御量として旋回に関する目標制御量を演算するよう構成される。
【0031】
上記態様によれば、車両が車線内にて車線に沿って走行するための目標軌跡を設定され、車両を目標軌跡に沿って走行させるための目標制御量として旋回に関する目標制御量が演算される。よって、走行制御により、車両をできるだけ目標軌跡に沿って走行させることができる。
【0032】
なお、本願において、「車線」は、白線、縁石、道路境界などにより区分された車両の走行領域を意味する。また、「旋回に関する目標制御量」及び「旋回に関する実際の制御量」は、それぞれ車両の走行方向を変更させる制御量の目標値及び実際の値を意味する。更に、後に説明するように、「制御量」は、操舵角、車両の横加速度、車両のヨーレート、車両の推定横加速度(車速と車両のヨーレートとの積)、車両のヨーモーメントなどであってよい。
【0033】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いられる名称及び/又は符号が括弧書きで添えられている。しかし、本発明の各構成要素は、括弧書きで添えられた名称及び/又は符号に対応する実施形態の構成要素に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0034】
図1】実施形態にかかる走行制御装置を示す概略構成図である。
図2】実施形態のLDAルーチンを示すフローチャートである。
図3】LDAにおいて、車両の逸脱方向と操舵角θの制御方向との関係を示す図である。
図4】操舵角の差θdifと補正係数Kaとの関係を示す図である。
図5】操舵角の差θdif及び基準値θdifcの大小関係と、LDAの終了条件が成立した後の目標修正量Δθtの漸減勾配との関係を説明するための図である。
図6】車両がカーブを走行する場合における実施形態の作動説明するための図である。
図7】修正例のLDAルーチンの要部を示すフローチャートである。
図8】LTAにおいて、車両が目標軌跡から離れる方向と操舵角θの制御方向との関係を示す図である。
図9】操舵角の差θdifと補正係数Kaとの関係の他の例を示す図である。
図10】車両が走行に伴って曲率が変化する車線を走行する場合における目標修正量Δθtの大きさの非線形の低減勾配の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明の実施形態にかかる車両の走行制御装置について詳細に説明する。
【0036】
図1に示されているように、本発明の実施形態にかかる走行制御装置100は、車両102に適用され、運転支援ECU10を含んでいる。車両102は、自動運転が可能な車両であってよく、駆動ECU20、制動ECU30、電動パワーステアリングECU40及びメータECU50を備えている。ECUは、マイクロコンピュータを主要部として備える電子制御装置(Electronic Control Unit)を意味する。なお、以下の説明においては、車両102は、他車両と区別するために、必要に応じて自車両102と呼称され、電動パワーステアリングはEPSと呼称される。
【0037】
各ECUのマイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、読み書き可能な不揮発性メモリ(N/M)及びインターフェース(I/F)などを含んでいる。CPUは、ROMに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現する。更に、これらのECUは、CAN(Controller Area Network)104を介してデータ交換可能(通信可能)に互いに接続されている。従って、特定のECUに接続されたセンサ(スイッチを含む)の検出値などは、他のECUにも送信されるようになっている。
【0038】
運転支援ECU10は、LDA、LTAなどの車両の運転支援制御を行う中枢の制御装置である。実施形態においては、運転支援ECU10は、後に詳細に説明するように、他のECUと共働してLDA及びLTAを実行する。
【0039】
運転支援ECU10には、カメラセンサ12及びレーダセンサ14が接続されている。カメラセンサ12及びレーダセンサ14は、それぞれ複数のカメラ装置及び複数のレーダ装置を含んでいる。カメラセンサ12及びレーダセンサ14は、車両102の少なくとも前方の物標の情報を取得する物標情報取得装置16として機能する。
【0040】
カメラセンサ12の各カメラ装置は、図には示されていないが、車両102の周囲を撮影するカメラ部と、カメラ部によって撮影して得られた画像データを解析して道路の白線、他車両などの物標を認識する認識部とを備えている。認識部は、認識した物標に関する情報を所定の時間毎に運転支援ECU10に供給する。
【0041】
レーダセンサ14の各レーダ装置は、レーダ送受信部及び信号処理部(図示せず)を備えている。レーダ送受信部は、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する)を放射し、放射範囲内に存在する立体物(例えば、他車両、自転車など)によって反射されたミリ波(即ち、反射波)を受信する。信号処理部は、放射したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を放射してから反射波を受信するまでの時間などに基づいて、自車両と立体物との相対距離及び相対速度、自車両に対する立体物の相対位置(方向)などを表す情報を所定の時間毎に取得して運転支援ECU10に供給する。なお、レーダセンサ14に代えて、又はレーダセンサ14に加えて、LiDAR(Light Detection And Ranging)が使用されてもよい。
【0042】
更に、運転支援ECU10には、設定操作器18が接続されており、設定操作器18は、運転者により操作される位置に設けられている。図1には示されていないが、実施形態においては、設定操作器18は、LDAスイッチ及びLTAスイッチを含み、運転支援ECU10は、LDAスイッチがオンである場合にLDAを実行し、LTAスイッチがオンである場合にLTAを実行する。なお、LDAスイッチ又はLTAスイッチが省略されてもよい。
【0043】
駆動ECU20には、図1には示されていない駆動輪に駆動力を付与することにより車両102を加速させる駆動装置22が接続されている。駆動ECU20は、通常時には、駆動装置22により発生される駆動力が運転者による駆動操作に応じて変化するよう、駆動装置を制御し、運転支援ECU10から指令信号を受信すると、指令信号に基づいて駆動装置22を制御する。
【0044】
制動ECU30には、図1には示されていない車輪に制動力を付与することにより車両102を制動により減速させる制動装置32が接続されている。制動ECU30は、通常時には、制動装置32により発生される制動力が運転者による制動操作に応じて変化するよう、制動装置を制御し、運転支援ECU10から指令信号を受信すると、指令信号に基づいて制動装置32を制御することにより自動制動を行う。
【0045】
EPS・ECU40には、EPS装置42が接続されている。EPS・ECU40は、後述の運転操作センサ60及び車両状態センサ70により検出された操舵トルクTs及び車速Vに基づいて、当技術分野において公知の要領にてEPS装置42を制御することにより、操舵アシストトルクを制御し、運転者の操舵負担を軽減する。また、EPS・ECU40は、EPS装置42を制御することにより、必要に応じて操舵輪44を操舵することができる。よって、EPS・ECU40及びEPS装置42は、必要に応じて操舵輪44を自動的に操舵する自動操舵装置46として機能する。
【0046】
メータECU50には、警報装置52が接続されている。警報装置52は、車両102が車線から逸脱する虞があると判定されたときに作動され、車両が車線から逸脱する虞がある旨の警報を発出する。警報装置52は、表示器、警報ランプのような視覚警報を発する警報装置、警報ブザーのような聴覚警報を発する警報装置、シートの振動のような体感警報を発する警報装置の何れであってもよく、それらの任意の組合せであってもよい。
【0047】
運転操作センサ70及び車両状態センサ80は、CAN104に接続されている。運転操作センサ70及び車両状態センサ80によって検出された情報(センサ情報と呼ぶ)は、CAN104に送信される。CAN104に送信されたセンサ情報は、各ECUにおいて適宜に利用可能である。なお、センサ情報は、特定のECUに接続されたセンサの情報であって、その特定のECUからCAN104に送信されてもよい。
【0048】
運転操作センサ70は、駆動操作量センサ及び制動操作量センサを含んでいる。更に、運転操作センサ70は、操舵角センサ、操舵トルクセンサなどを含んでいる。車両状態センサ80は、車輪速度センサ、前後加速度センサ、横加速度センサ、及びヨーレートセンサなどを含んでいる。なお、実施形態においては、操舵角センサ及び操舵トルクセンサは、車両102が右+旋回状態にあるときの値を正として、それぞれ操舵角θ及び操舵トルクTsを検出する。
【0049】
実施形態においては、運転支援ECU10のROMは、図2に示されたフローチャートに対応するLDAのプログラムを記憶している。CPUは、このプログラムに従って実施形態のLDAを実行する。
【0050】
<実施形態のLDAルーチン>
次に、図2に示されたフローチャートを参照して実施形態のLDAルーチンについて説明する。図2に示されたフローチャートによるLDAは、設定操作器18の図1には示されていないLDAスイッチがオンであるときに、運転支援ECU10のCPUにより制御サイクル毎に繰り返し実行される。
【0051】
まず、ステップS10においては、CPUは、カメラセンサ12により検出された車線に対する車両102の位置関係に基づいて、車両が車線から逸脱することを防止するための目標操舵角θtを演算する。目標操舵角θtは、例えば特開2022-39311号公開公報に記載された要領のように、当技術分野において公知の任意の要領にて演算されてよい。
【0052】
例えば、図3(A)に示されているように、車両102が車線110から左側の白線112Lを越えて逸脱する虞があるときには、目標操舵角θtは、車両102に右旋回方向のヨーモーメントMsを付与して車両を右側の白線112Rに近づけるための操舵角として演算される。逆に、図3(B)に示されているように、車両102が車線110から右側の白線112Rを越えて逸脱する虞があるときには、目標操舵角θtは、車両102に左旋回方向のヨーモーメントMsを付与して車両を左側の白線112Lに近づけるための操舵角として演算される。また、目標操舵角θtと操舵角センサにより検出される実際の操舵角θとの差Δθの絶対値は、車両が車線から逸脱する虞が高いほど大きくなる。
【0053】
ステップS20においては、CPUは、例えば目標操舵角θtと実際の操舵角θとの差Δθ、即ち操舵角の目標修正量Δθtの絶対値が基準値Δθc(正の定数)以上であるか否かの判定により、操舵角の修正が必要であるか否かを判定する。CPUは、否定判定をしたときには、本制御を一旦終了し、肯定判定をしたときには、本制御をステップS30へ進める。
【0054】
ステップS30においては、CPUは、EPS・ECU40へ指令信号を出力することにより、実際の操舵角θが目標操舵角θtになるよう、即ち操舵角θの修正量Δθが目標修正量Δθtになるよう、自動操舵装置46により操舵角を制御する。なお、目標操舵角θt、操舵角の修正量Δθ及び目標修正量Δθtは、操舵角θと同様に、車両の右旋回の場合に正の値を取るとする。
【0055】
ステップS40においては、CPUは、LDAの終了条件が成立したか否か判定する。CPUは、否定判定をしたときには、本制御を一旦終了し、肯定判定をしたときには、本制御をステップS50へ進める。
【0056】
この場合、以下の何れかの事態が判定された場合に、LDAの終了条件が成立したと判定されてよい。
A:カメラセンサ12の故障、EPS装置42の異常、車輪速度センサの異常のように、走行制御装置100が正常に機能しない。
B:運転者のオーバライド操舵、ウインカ操作のように、運転者により操舵に関する操作又はLDAスイッチのオフ操作が行われた。
C:白線の消失、路上の障害物のように、道路にLDAを継続できない状況がある。
【0057】
ステップS50においては、CPUは、目標操舵角θtの符号をsignθtとして、目標操舵角θtと実際の操舵角θaとの差θdif=(θt-θa)signθtを演算し、操舵角の差θdifに基づいて図4の実線に対応するマップを参照することにより、補正係数Kaを演算する。
【0058】
図4に示されているように、操舵角の差θdifの絶対値が基準値θdifc(正の定数)以下であるときには、補正係数Kaは1である。操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きい正の値であるときには、補正係数Kaは1よりも小さく且つ操舵角の差θdifが大きくなるにつれて小さくなる。逆に、操舵角の差θdifが-θdifcよりも小さい負の値であるときには、補正係数Kaは1よりも大きく且つ操舵角の差θdifが小さくなるにつれて(差θdifの絶対値が大きくなるにつれて)大きくなる。
【0059】
ステップS60においては、CPUは、下記の式(1)に従って操舵角θの目標修正量Δθtを演算することにより、目標修正量Δθtを低減する。なお、下記の式(1)において、ΔθtsはステップS40において肯定判定が行われた時点における目標修正量Δθtである。Kbは0よりも大きく1よりも小さい基本の低減係数である。tはステップS40において肯定判定が行われた時点からの経過時間である。
Δθt=Δθts-KaKbΔθts・t …(1)
【0060】
ステップS70においては、CPUは、ステップS30と同様に、EPS・ECU40へ指令信号を出力することにより、自動操舵装置46による操舵角θの修正量Δθが目標修正量Δθtになるよう、操舵角を制御する。
【0061】
ステップS80においては、CPUは、目標修正量Δθtの絶対値が予め設定された最小値Δθmin(正の定数)以下であるか否か判定する。CPUは、否定判定をしたときには、本制御をステップS60へ戻し、肯定判定をしたときには、本制御を終了する。
【0062】
以上の説明から解るように、LDAの終了条件が成立していないときには、ステップS40において否定判定が行われるので、ステップS10乃至S40が繰り返し実行される。よって、車両102が車線逸脱する虞があるときには、車両の走行方向が車線逸脱の虞が低減される方向へ変化するので、車線逸脱が防止される。
【0063】
また、LDAの終了条件が成立したときには、ステップS40において肯定判定が行われるので、目標修正量Δθtの絶対値が最小値Δθmin以下になるまで、ステップS50乃至S80繰り返し実行され、これにより目標修正量Δθtの大きさが基本の低減係数Kb及び補正係数Kaに応じて漸減される。補正係数Kaは、ステップS50において、操舵角の差θdifに基づいて演算される。
【0064】
図4に示されているように、操舵角の差θdifの絶対値が基準値θdifc以下であるときには、補正係数Kaは1に設定される。よって、図5(A)に示されているように、目標修正量Δθtの大きさは、基本の低減係数Kbに基づく基本の漸減勾配にて漸減される。
【0065】
これに対し、目標操舵角θtの大きさが実際の操舵角θaの大きさよりも大きく、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きい正の値であるときには、即ち操舵角θの修正量が不足しているときには、補正係数Kaは1よりも小さく且つ操舵角の差θdifが大きくなるにつれて小さくなる値に設定される。よって、図5(B)に示されているように、目標修正量Δθtの大きさは、基本の漸減勾配(破線の勾配)よりも小さい漸減勾配にて漸減される。
【0066】
逆に、実際の操舵角θaの大きさが目標操舵角θtの大きさよりも大きく、操舵角の差θdifが-θdifcよりも小さい負の値であるときには、即ち操舵角θの修正量が過剰であるときには、補正係数Kaは1よりも大きく且つ操舵角の差θdifが小さくなるにつれて(差θdifの絶対値が大きくなるにつれて)大きくなる値に設定される。よって、図5(C)に示されているように、目標修正量Δθtの大きさは、基本の漸減勾配(破線の勾配)よりも大きい漸減勾配にて漸減される。
【0067】
<実施形態の作動>
次に、図6を参照して、実施形態の作動について説明する。図6に示されているように、車両102が例えば車線110を走行しており、道路114は右方向へカーブし、車線110の曲率は漸次増大した後漸次減少するとする。図6において、P1~P5は、車両102の走行に伴い変化する車両の位置を示している。
【0068】
車両102が位置P1から位置P2へ移動する際に、車両の走行に伴って車両の位置における車線110の曲率が増大し、車両が車線110からカーブの外側へ逸脱する虞が生じたとする。車両が車線から逸脱することを防止するための目標操舵角θtが演算され(S10)、実際の操舵角θが目標操舵角θtになるよう、即ち操舵角の修正量Δθが目標修正量Δθtになるよう、操舵角が制御される(S30)。よって、図6において位置P3として示されているように、車両が車線110から逸脱することが防止される。
【0069】
しかし、車両102が位置P2又はその前後に位置しているときに、LDAの終了条件が成立すると(S30)、目標修正量Δθtの大きさが漸減される。よって、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が大きいときには、車両102が車線112から逸脱することを防止するためのヨーモーメントMsの大きさが早く減少する。そのため、図6において位置P3′として示されているように、車両が車線110から逸脱する虞を低減できなくなることがある。
【0070】
これに対し、実施形態によれば、補正係数Kaは1よりも小さく且つ操舵角の差θdifが大きくなるにつれて小さくなる値に設定されるので、目標修正量Δθtの大きさは、基本の漸減勾配よりも小さい漸減勾配にて漸減される。よって、車両102が車線112から逸脱することを防止するためのヨーモーメントMsの大きさが早く減少することを防止し、これにより車両が車線110から逸脱する虞を低減することができる。
【0071】
車両102が位置P3から位置P4へ向かう際に、車両の走行に伴って車両の位置における車線110の曲率が減少し、車両が車線110からカーブの内側へ逸脱する虞を低減する操舵角の制御が行なわれ、車両102が位置P4に到達する前にLDAの終了条件が成立した(S30)とする。そして、LDAの終了条件が成立した時点における操舵角の差θdifが-θdifcよりも小さい負の値であり、操舵角θの修正量が過剰であるとする。
【0072】
目標修正量Δθtの大きさが漸減されるが、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が小さいときには、車両102が車線112から逸脱することを防止するためのヨーモーメントMsの大きさが過大である状況が継続する。そのため、図6において位置P4′として示されているように、車両が車線110からカーブの内側の隣接車線116へ逸脱する虞が高くなることがある。
【0073】
これに対し、実施形態によれば、補正係数Kaは1よりも大きく且つ操舵角の差θdifが大きくなるにつれて大きくなる値に設定されるので、目標修正量Δθtの大きさは、基本の漸減勾配よりも大きい漸減勾配にて漸減される。よって、車両102が車線112から逸脱することを防止するためのヨーモーメントMsの大きさが過大である状況が継続することを防止し、これにより車両が車線110からカーブの内側の隣接車線114へ逸脱する虞を低減することができる。
【0074】
なお、図6は、車両102がカーブした車線110から逸脱する虞が生じ、LDAの終了条件が成立した場合の例であるが、車両が直線の車線110から逸脱する虞が生じ、LDAの終了条件が成立した場合にも、同様に車両が車線110から逸脱する虞を低減することができる。
【0075】
<変形例>
上述の実施形態においては、車両102がカーブを走行する場合に生じる車線逸脱の虞が、カーブの外側であるかカーブの内側であるかの区別なく、補正係数Kaが操舵角の差θdifに基づいて可変設定される。しかし、車両102がカーブの内側に逸脱する虞があるときの目標修正量Δθtの大きさは、車両がカーブの外側に逸脱する虞があるときの目標修正量Δθtの大きさよりも小さい。
【0076】
よって、図7に示されているように、ステップS50に先立つステップS42において、車両102がカーブの内側に逸脱する虞があるか否かが判定されてよい。そして、否定判定が行われたときには、ステップS50が実行され、肯定判定が行われたときには、ステップS44において、補正係数Kaが1に設定された後、ステップS60が実行されてよい。
【0077】
一般に、車線がカーブしていると判定され且つ目標修正量が車線に対し車両をカーブの外側へ移動させる修正量であるときには、車線がカーブしていると判定され且つ目標修正量が車線に対し車両をカーブの内側へ移動させる修正量であるときに比して、目標修正量が小さく、目標修正量の減少の度合を変更する必要性が低い。
【0078】
上記変形例によれば、車線がカーブしていると判定され且つ目標修正量Δθtが車線に対し車両をカーブの外側へ移動させる修正量であるときには、目標修正量の減少の度合の変更を省略することができる。
【0079】
<LTAの場合>
設定操作器18のLTAスイッチがオンである場合には、LTAが実行される。ステップS10においては、CPUは、カメラセンサ12により検出された車線又は先行車両の軌跡に基づいて、車両の目標軌跡を設定する。更に、目標軌跡からの車両の位置のずれを低減するための目標操舵角θtを演算する。目標操舵角θtは、例えば特開2017-35925号公開公報に記載された要領のように、当技術分野において公知の任意の要領にて演算されてよい。
【0080】
例えば、図8(A)に示されているように、車両102の重心のような基準位置が目標軌跡120から左側へ基準値以上離れる虞があるときには、目標操舵角θtは、車両102に右旋回方向のヨーモーメントMsを付与して車両の基準位置を目標軌跡120に近づけるための操舵角として演算される。逆に、図8(B)に示されているように、車両102の目標軌跡120から右側へ基準値以上離れる虞があるときには、目標操舵角θtは、車両102に左旋回方向のヨーモーメントMsを付与して車両を目標軌跡120に近づけるための操舵角として演算される。また、目標操舵角θtと操舵角センサにより検出される実際の操舵角θとの差Δθの絶対値は、車両が目標軌跡から離れる度合が高いほど大きくなる。
【0081】
また、ステップS40においては、CPUは、LTAの終了条件が成立したか否か判定する。CPUは、否定判定をしたときには、本制御を一旦終了し、肯定判定をしたときには、本制御をステップS50へ進める。
【0082】
この場合、以下の何れかの事態が判定された場合に、LTAの終了条件が成立したと判定されてよい。
D:カメラセンサ12の故障、EPS装置42の異常、車輪速度センサの異常のように、走行制御装置100が正常に機能しない。
E:運転者のオーバライド操舵、ウインカ操作のように、運転者により操舵に関する操作又はLTAスイッチのオフ操作が行われた。
F:白線の消失、路上の障害物のように、目標軌跡を設定できず、道路にLTAを継続できない状況がある。
【0083】
ステップS20以降の他のステップは、上述の実施形態又は変形例と同様に実行される。従って、LTAの場合にも、LDAの場合と同様に、補正係数Kaが操舵角の差θdifに基づいて可変設定されない場合に比して、LTAの終了条件が成立した場合における車両の車線逸脱の虞を低減することができる。
【0084】
以上の説明から解るように、実施形態及び変形例によれば、LDA又はLTAの終了条件が成立した時点における操舵角θの修正量が不足しているか過剰であるかに応じて、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が変更される。よって、操舵角θの修正量が不足している場合及び過剰である場合の何れの場合にも、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が変更されない場合に比して、車両が車線から逸脱する虞を低減することができる。
【0085】
特に、実施形態及び変形例によれば、実際の制御量(実際の操舵角θaの大きさ)が目標制御量(目標操舵角θtの大きさ)よりも大きいときには、目標制御量が実際の制御量よりも大きいときに比して、目標修正量の減少の度合が大きくされる(図5参照)。よって、実際の制御量が目標制御量よりも大きい状況において、不要な走行制御が長く継続する虞を低減することができる。逆に、実際の制御量が目標制御量よりも大きいときには、目標修正量の減少の度合は大きくされない。よって、実際の制御量が目標制御量よりも大きい状況において、走行制御が早期に終了する虞を低減することができる。
【0086】
より詳細には、実際の制御量が目標制御量よりも大きく且つ実際の制御量と目標制御量との差が第一の基準値を超えると判定されたときには、目標修正量の減少の度合が大きくされる(図5(C)参照)。よって、実際の制御量と目標制御量との差が小さく、目標修正量の減少の度合を大きくする必要性が乏しい状況において、目標修正量の減少の度合を変更せずに、目標修正量の減少の度合を大きくする必要性が高い状況において、目標修正量の減少の度合を大きくすることができる。
【0087】
更に、実際の制御量と目標制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合が大きくされる(図4参照)。よって、実際の制御量と目標制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合を大きくすることができるので、実際の制御量と目標制御量との差が大きくても自動操舵装置による自動操舵を早く終了させることができる。
【0088】
逆に、目標制御量が実際の制御量よりも大きく且つ目標制御量と実際の制御量との差が第二の基準値を超えると判定されたときには、目標修正量の減少の度合が小さくされる(図5(B)参照)。よって、目標制御量と実際の制御量との差が小さく、目標修正量の減少の度合を小さくする必要性が乏しい状況において、目標修正量の減少の度合を変更せずに、目標修正量の減少の度合を小さくする必要性が高い状況において、目標修正量の減少の度合を小さくすることができる。
【0089】
更に、目標制御量と実際の制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合が小さくされ(図4参照)る。よって、目標制御量と実際の制御量との差が大きいほど目標修正量の減少の度合が小さくされるので、目標制御量と実際の制御量との差が大きいほど自動操舵装置による自動操舵を長く継続させることができる。
【0090】
以上においては本発明を特定の実施形態及び変形例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0091】
例えば、実施形態及び変形例においては、ステップS50において、現制御サイクルにおける目標操舵角θt及び実際の操舵角θに基づいて補正係数Kaが演算される。しかし、例えば制御の終了条件が成立したと判定された時点において、実際の操舵角θの情報が得られていない場合には、現制御サイクルの目標操舵角θt及び前制御サイクルの実際の操舵角θに基づいて補正係数Kaが演算されてもよい。即ち、補正係数Kaは、制御の終了条件が成立したと判定された時点に最も近い制御サイクルの目標操舵角θt及び実際の操舵角θに基づいて演算されればよい。
【0092】
また、実施形態及び変形例においては、旋回に関する目標制御量及び車両の旋回に関する実際の制御量は、それぞれ目標操舵角θt及び操舵角θである。しかし、制御量は、車両の横加速度、車両のヨーレート、車両の推定横加速度(車速と車両のヨーレートとの積)、車両のヨーモーメントであってもよい。なお、LDA及びLTAの車両の目標横加速度の演算要領の一例が、特開2017-65273号公開公報に記載されている。また、LTAの車両の目標ヨーレート及び車両の目標横加速度の演算要領の一例が、特開2010-6279号公開公報に記載されている。
【0093】
また、制御量が、車両の横加速度、車両のヨーレート、車両の推定横加速度、車両のヨーモーメントである場合には、ステップS30において、目標制御量と実際の制御量との差に基づいて、操舵角θの目標修正量Δθtが演算されると共に、操舵角θの修正量Δθが目標修正量Δθtになるように制御される。
【0094】
また、補正係数Kaは、目標制制御量と実際の制御量との差に基づいて、図4の実線と同様のマップより演算されてよく、実施形態と同様に、目標操舵角θtと実際の操舵角θaとの差θdifに基づいて図4の実線に対応するマップより演算されてもよい。
【0095】
また、実施形態及び変形例においては、補正係数Kaは、ステップS50において、操舵角の差θdifに基づいて図4の実線に対応するマップより演算され、操舵角の差θdifの絶対値が基準値θdifc以下であるときには、補正係数Kaは1である。しかし、補正係数Kaは、操舵角の差θdifに基づいて図4の破線に対応するマップより演算されてもよい。
【0096】
また、実施形態及び変形例においては、補正係数Kaは、操舵角の差θdifが基準値θdifc以上の範囲にて大きくなるほど小さくなり、操舵角の差θdifが基準値-θdifc以下の範囲にて小さくなるほど大きくなる。しかし、補正係数Kaは、操舵角の差θdifが基準値θdifc以上の範囲及び/又は基準値-θdifc以下の範囲において、一定の値であってもよい。
【0097】
例えば、図9(A)に示された第一の修正例においては、操舵角の差θdifの絶対値が基準値θdifc以下であるときには、実施形態と同様に補正係数Kaは1である。しかし、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きい範囲にあるときには、補正係数Kaは1よりも小さい正の定数Ka1であり、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも小さい範囲にあるときには、補正係数Kaは1よりも大きい正の定数Ka2である。
【0098】
なお、図9(A)において破線にて示されているように、第一の修正例において、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きい値から減少する際には、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも小さいθdifc1になるまで、補正係数Kaは正の定数Ka1に維持されてよい。その場合には、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも小さいθdifc1になるまで、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が小さくされる状況を維持することができる。
【0099】
同様に、図9(A)において破線にて示されているように、第一の修正例において、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも小さい値から増大する際には、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも大きいθdifc2になるまで、補正係数Kaは正の定数Ka2に維持されてよい。その場合には、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも大きいθdifc2になるまで、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が大きくされる状況を維持することができる。
【0100】
図9(B)に示された第二の修正例においては、操舵角の差θdifが0であるときには、補正係数Kaは1である。しかし、操舵角の差θdifが正の値であるときには、補正係数Kaは1よりも小さい正の定数Ka1であり、操舵角の差θdifが負の値であるときには、補正係数Kaは1よりも大きい正の定数Ka2である。
【0101】
なお、図9(B)において破線にて示されているように、第二の修正例において、操舵角の差θdifが基準値0よりも小さい値から増大する際には、操舵角の差θdifが基準値0よりも大きいθdifc2になるまで、補正係数Kaは正の定数Ka2に維持されてよい。その場合には、操舵角の差θdifが基準値0よりも大きいθdifc2になるまで、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が大きくされる状況を維持することができる。
【0102】
また、図9(C)に示された第三の修正例においては、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも大きい範囲にあるときには、補正係数Kaは1よりも小さい正の定数Ka1であり、操舵角の差θdifが基準値-θdifc以下の値であるときには、補正係数Kaは1よりも大きい正の定数Ka2である。
【0103】
なお、図9(C)において破線にて示されているように、第三の修正例において、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも小さい値から増大する際には、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも大きいθdifc2になるまで、補正係数Kaは正の定数Ka2に維持されてよい。その場合には、操舵角の差θdifが基準値-θdifcよりも大きいθdifc2になるまで、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が大きくされる状況を維持することができる。
【0104】
更に、図9(D)に示された第四の修正例においては、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きい範囲にあるときには、補正係数Kaは1よりも小さい正の定数Ka1であり、操舵角の差θdifが基準値θdifc以下の値であるときには、補正係数Kaは1よりも大きい正の定数Ka2である。
【0105】
なお、図9(D)において破線にて示されているように、第四の修正例において、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも小さい値から増大する際には、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きいθdifc2になるまで、補正係数Kaは正の定数Ka2に維持されてよい。その場合には、操舵角の差θdifが基準値θdifcよりも大きいθdifc12になるまで、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配が大きくされる状況を維持することができる。
【0106】
また、実施形態、変形例及び第一の修正例においては、第一の基準値は基準値θdifcであり、第二の基準値は基準値-θdifcであり、第一及び第二の基準値の絶対値は同一である。しかし、第一及び第二の基準値の絶対値は互いに異なる値であってもよい。
【0107】
また、実施形態及び変形例においては、目標修正量Δθtの大きさの減少率の低減は、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配を小さくすることにより達成される。しかし、目標修正量Δθtの大きさの減少率の低減は、目標修正量Δθtの大きさの漸減の開始を遅らせることにより達成されてもよく、目標修正量Δθtの大きさの漸減勾配を小さくすること及び漸減の開始を遅らせることの両者により達成されてもよい。
【0108】
更に、実施形態及び変形例においては、目標修正量Δθtの大きさの減少率の低減は、一定の勾配にて行われる。しかし、目標修正量Δθtの大きさは、低減勾配が変化する減少率にて低減されてもよい。
【0109】
特に、LDA又はLTAの終了条件が成立した時点において把握されているその後の車線の曲率の変化に応じて、目標修正量Δθtの大きさの低減勾配が変化されてよい。例えば、図10に示されているように、その後の車線の曲率が小さくなる場合には、目標修正量Δθtの大きさの低減開始直後には低減勾配が大きく設定され、時間の経過につれて低減勾配が小さくなるよう設定されてもよい。なお、図10において、破線は補正係数Kaが1である場合の標準勾配を示している。
【符号の説明】
【0110】
10…運転支援ECU、12…カメラセンサ、14…レーダセンサ、16…物標情報取得装置、40…EPS・ECU、60…運転操作センサ、70…車両状態センサ、100…走行制御装置、102…車両、110…車線、112L、112R…白線、120…目標軌跡
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10