CN111547130B - 车辆控制装置 - Google Patents

车辆控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111547130B
CN111547130B CN202010078605.8A CN202010078605A CN111547130B CN 111547130 B CN111547130 B CN 111547130B CN 202010078605 A CN202010078605 A CN 202010078605A CN 111547130 B CN111547130 B CN 111547130B
Authority
CN
China
Prior art keywords
steering
reaction force
vehicle
control
target position
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN202010078605.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111547130A (zh
Inventor
辻完太
石冈淳之
西田大树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN111547130A publication Critical patent/CN111547130A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111547130B publication Critical patent/CN111547130B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W30/00—Purposes 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
    • B60W30/10—Path keeping
    • B60W30/12—Lane keeping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/10—Interpretation of driver requests or demands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W50/16—Tactile feedback to the driver, e.g. vibration or force feedback to the driver on the steering wheel or the accelerator pedal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0255—Automatic changing of lane, e.g. for passing another vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/403—Image sensing, e.g. optical camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT 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
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/20—Steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

本发明提供一种适当地兼顾自动驾驶和介入于该自动驾驶的司机所进行的手动驾驶的车辆控制装置。本发明是实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶的车辆控制装置，具有基于周边的监视结果来设定成为行驶中的车道内的行驶路径的目标位置，基于目标位置来进行转向控制的转向装置。转向装置对转向反力特性进行如下控制：在接受到手动操作进行的转向输入时，在目标位置从成为本车辆所行驶的车道的中央附近的第一基准位置离开的情况下，针对某个舵角的手动操作，使得针对朝向从目标位置指向第一基准位置的第一方向的手动操作的而施加转向反力小于针对朝向与第一方向不同的第二方向的手动操作而施加的转向反力。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及例如用于进行汽车的自动驾驶、驾驶辅助的车辆控制装置。
背景技术
在以四轮车为首的车辆的自动驾驶或驾驶辅助中，通过传感器对车辆的特定方向或全部方向进行监视，并且对司机的状态、车辆的行驶状态进行监视，根据上述的监视结果而对适当的路径、适当的速度下的车辆的自动驾驶进行控制、或者对驾驶员所进行的驾驶进行辅助。即使是具有这样的自动驾驶功能的车辆，司机也会有主动参与驾驶的要求，并且有可能会产生这样的状况、事态。在这样的情况下，即使是在自动驾驶的过程中司机也能够以手动介入驾驶。作为用于兼顾这样的自动驾驶和司机所进行的手动驾驶的技术而提出了专利文献1等。在专利文献1中，基于方向盘的操作量将车辆的自动驾驶控制状态从自动驾驶切换为手动驾驶，并且根据司机的方向盘把持状态来设定与自动驾驶控制状态相应的针对转向的转向反力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-218020号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在自动驾驶中，以决定车辆所行驶的目标轨迹并使车辆沿着该目标轨迹行驶的方式进行控制。该行驶目标轨迹通常大多沿着车道的中央，但有时也会选择偏离车道中央的轨迹。例如在路肩存在障碍物的情况下、超越在相邻车道上行驶的车辆的情况下、沿着弯道进行转弯的情况下等。这样的偏离车道中央的所谓的偏移行驶，不仅是为了回避障碍物，有时在即使在车道中央行驶也没有问题的情况下也会进行这样的偏移行驶。其目的在于，例如，为了缓和驾驶员、同乘者等因接近障碍物、车辆而产生的紧张感、不安感，或者为了提高弯道行驶时的舒适性等。这样的情况下的偏移行驶并不一定是必需的，也存在喜欢在车道中央行驶的驾驶员。
但是，在自动驾驶中的车辆中，并不希望驾驶员进行从自动选择的行驶轨迹偏离这样的操作，有时也会进行阻碍其操作的控制。因此，对于可以被容许的驾驶员的操作，阻碍其从自动驾驶偏离的功能也会起作用。
本发明是鉴于上述现有例而完成的，其目的在于提供一种适当地兼顾自动驾驶和介入于该自动驾驶的驾驶员所进行的手动驾驶的车辆控制装置。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明具有以下构成。
即，根据本发明的一个方面，提供一种车辆控制装置，是实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶的车辆控制装置，其特征在于，
所述车辆控制装置具有：
设定机构，其基于周边的监视结果来设定成为行驶中的车道内的行驶路径的目标位置；以及
转向控制机构，其基于所述目标位置来进行转向控制，
所述转向控制机构即使在基于所述目标位置而进行转向控制的情况下，也能够接受驾驶员所进行的手动操作产生的转向输入，
在接受到所述转向输入时，所述转向控制机构针对所述手动操作而产生规定的反力，
所述转向控制机构对转向反力特性进行如下控制：在所述目标位置相对于所述车道的宽度方向而从成为本车辆所行驶的车道的中央附近的第一基准位置离开的情况下，在接受到所述转向输入时，针对某个舵角的手动操作，使得针对朝向从所述目标位置指向所述第一基准位置的第一方向的手动操作而施加的所述转向反力小于针对朝向与所述第一方向不同的第二方向的手动操作而施加的所述转向反力。
发明效果
根据本发明，能够适当地兼顾自动驾驶和介入于该自动驾驶的司机所进行的手动驾驶。
附图说明
图1是表示实施方式的自动驾驶车辆的车辆***的构成的图。
图2是车辆控制***(控制单元)的功能块图。
图3是转向装置的框图。
图4是表示第一实施方式所涉及的自动驾驶状态的跳转的状态跳转图。
图5是表示车道宽度方向上的各个行驶位置的反力特性的切换的概要图。
图6是表示方向盘的反力特性的分布(profile)的图。
图7是表示切换反力特性的分布的步骤的一个例子的流程图的图。
图8是表示切换反力特性的分布的步骤的另一个例子的流程图的图。
附图标记说明
2：控制单元；31：转向盘；21：转向ECU；210M：转向反力设定部；210E：反力马达。
具体实施方式
[第一实施方式]
●自动驾驶以及行驶辅助的概要
首先，关于自动驾驶，对其一个例子的概要进行说明。在自动驾驶中，一般而言，司机会在行驶前通过搭载于车辆的导航***来设定目的地并通过服务器、导航***预先决定到目的地为止的路径。当车辆起步时，由车辆所具有的ECU等构成的车辆控制装置(或者驾驶控制装置)沿着该路径将车辆驾驶至目的地。在此期间内，根据路径、道路状况等外部环境、司机(有时也称为驾驶员。)的状态等适时地决定适当的行动，为了进行该行动，例如进行驱动控制、转向控制、制动控制等而使车辆行驶。有时也将这些控制统称为行驶控制。
在自动驾驶中，根据自动化率(或者对司机要求的任务的量)而存在几个控制状态(也称为自动驾驶控制状态或者简称为状态)。一般而言自动驾驶控制状态的等级越高因而自动化等级越高，从而对司机要求的任务(即负荷)越轻。例如在本例中的等级最高的控制状态(第三控制状态)下，司机可以将注意朝向驾驶以外的事情。例如在因高速道路上的拥堵而追随于前方车辆的情况等不太复杂的环境下进行该第三控制状态。另外，在等级较低的第二控制状态下，司机可以不把持方向盘，但需要对周围的状况等加以注意。例如，可以在障碍物较少的高速公路等上进行巡航行驶等情况下应用该第二控制状态。此外，能够通过司机状态检测摄像机41a(参照图1)来检测驾驶员是否正注意着周围，并能够通过方向盘把持传感器来检测驾驶员是否正把持着方向盘。在司机状态检测摄像机41a中，例如可以对司机的瞳孔进行识别来判定其观察的方向，也可以简单地对面部进行识别，并将面部所朝向的方向推定为司机所观察的方向。
在进一步等级更低的第一控制状态下，司机可以不进行方向盘操作、节气门操作，但是需要对驾驶控制从车辆向司机的交接(take over)做出准备而把持方向盘并注意行驶环境。进一步等级更低的第零控制状态为手动驾驶，但包含自动化的驾驶辅助。第一控制状态与第零控制状态的不同之处在于，第一控制状态是自动驾驶的控制状态之一，能够根据外部环境、行驶状态、司机状态等在车辆1的控制之下而在该第一控制状态与第二控制状态、第三控制状态之间进行跳转，与此相对，在第零控制状态下，只要司机没有作出向自动驾驶切换的指示，就停留在第零控制状态，在这一点上第一控制状态与第零控制状态不同。
上述的第零控制状态中的驾驶辅助是通过周边监视、部分的自动化而对作为驾驶主体的司机所进行的驾驶操作予以辅助的功能。例如包括LKAS(车道维持辅助功能)、ACC(自适应巡航控制)。进一步地，存在仅对前方进行监视并在检测到障碍的情况下施加制动的自动制动功能、对斜后方的车辆进行检测而促使司机注意的后方监视功能、朝向停车空间停车的停车功能等。上述功能均可以是在自动驾驶的第一控制状态中也能够实现的功能。此外，LKAS例如是对道路上的白线等进行识别来维持车道的功能，ACC是与前方车辆的速度相配合而跟随该前方车辆的功能。
此外，在自动驾驶中也可以存在司机对驾驶的介入或者修正操作。将其称为超控(override)。例如，若司机在自动驾驶中进行转向、油门操作，则可以使司机所进行的驾驶操作优先。在该情况下，自动驾驶功能继续进行工作，以使得即使司机停止操作也能够从该时刻起重新开始进行自动驾驶。因此，即使在超控中，也有可能存在自动驾驶控制状态的变动。另外，在司机进行了制动操作的情况下，可以取消自动驾驶而转移到手动驾驶(第零控制状态)。其中，例如对于转向而言，若转角、转向速度超过规定的阈值，则有时会从自动驾驶向手动驾驶交接。
在切换自动驾驶控制状态(或者自动化状态)的情况下，通过声音、显示、振动等由车辆向司机通知该情况。例如在自动驾驶从上述的第一控制状态向第二控制状态切换的情况下，通知司机可以放开方向盘。在相反的情况下，通知司机把持方向盘。直到由方向盘把持传感器(例如图3的传感器210I)检测到司机把持了方向盘为止，重复进行该通知。而且，例如，如果在限制时间内或者直到自动驾驶控制状态的切换临界点为止都没有把持方向盘，则可以进行使其向安全的场所停车等操作。从第二控制状态向第三控制状态的切换也是同样的，在第三控制状态下解除司机的周边监视义务，因此向司机通知表示该内容的消息。在相反的情况下，通知司机进行周边监视。直到由司机状态检测摄像机41a检测到司机正在进行周边监视为止，重复进行该通知。大致如上述那样进行自动驾驶，以下对用于实现该自动驾驶的构成以及控制进行说明。
●车辆控制装置的构成
图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆用控制装置的框图，该车辆用控制装置对车辆1进行控制。在图1中，以俯视图和侧视图示出了车辆1的概要。作为一个例子，车辆1是轿车型的四轮乘用车。
图1的控制装置包括控制单元2。控制单元2包括通过车内网络而连接为可通信的多个ECU20～ECU29。各ECU包括以CPU为代表的处理器、半导体存储器等存储设备以及与外部设备之间的接口等。在存储设备中保存有处理器所执行的程序、处理器在处理中使用的数据等。各ECU可以具备多个处理器、存储设备以及接口等。
以下，对各ECU20～ECU29所负责的功能等进行说明。此外，关于ECU的数量、负责的功能，可以对车辆1进行适当设计，也可以比本实施方式更细化或者整合。
ECU20执行与车辆1的自动驾驶有关的控制。在自动驾驶中，对车辆1的转向、加速减速中的至少任一项进行自动控制。在后述的控制例中，对转向和加速减速这两者进行自动控制。
ECU21是对转向装置3进行控制的转向ECU。转向装置3包括根据驾驶员对转向盘(也称为方向盘)31的驾驶操作(转向操作)而使前轮转向的机构。另外，转向装置3为电动动力转向装置，包括发挥用于辅助转向操作或者使前轮自动转向的驱动力的马达、对转角进行检测的传感器等。在车辆1的驾驶状态是自动驾驶的情况下，ECU21根据来自ECU20的指示而对转向装置3进行自动控制，并控制车辆1的行进方向。
ECU22以及ECU 23进行对检测车辆的周围状况的检测单元41～检测单元43的控制以及检测结果的信息处理。周围状况也称为周围状态、外部环境等，对它们进行检测而得到的信息称为周围状况信息、周围状态信息或外部环境信息等。另外，将用于上述周围状态的检测单元以及进行其控制的ECU也统称为周边监视装置或周边监视部等。检测单元41是对车辆1的前方进行拍摄的摄像机(以下，有时表述为摄像机41。)，在本实施方式的情况下，在车辆1的室内设置有两个。通过对摄像机41所拍摄到的图像进行解析，能够提取出目标物的轮廓、道路上的车道的划分线(白线等)。检测单元41a是用于检测司机的状态的摄像机(以下，有时表述为司机状态检测摄像机41a)，被设置为能够捕捉司机的表情，虽未图示，但是与进行其图像数据的处理的ECU连接。另外，作为用于检测司机状态的传感器，具有未图示的方向盘把持传感器。由此，能够对司机是否正握住方向盘进行检测。包括司机状态检测摄像机41a和方向盘把持传感器210I在内也称为司机状态检测部。
检测单元42是光学雷达(LiDAR:Light Detection and Ranging、或者LaserImaging Detection and Ranging)(以下，有时表述为光学雷达42)，对车辆1的周围的目标物进行检测、对与目标物之间的距离进行测距。在本实施方式的情况下，设置有五个光学雷达42，在车辆1的前部的各角部各设置有一个，在后部中央设置有一个，并且在后部各侧方各设置有一个。检测单元43是毫米波雷达(以下，有时表述为雷达43)，对车辆1的周围的目标物进行检测、对与目标物之间的距离进行测距。在本实施方式的情况下，设置有五个雷达43，在车辆1的前部中央设置有一个，在前部各角部各设置有一个，在后部各角部各设置有一个。
ECU22进行对一方的摄像机41、各光学雷达42的控制以及检测结果的信息处理。ECU23进行对另一方的摄像机41、各雷达43的控制以及检测结果的信息处理。通过具备两组对车辆的周围状况进行检测的装置，能够提高检测结果的可靠性，另外，通过具备摄像机、光学雷达、雷达这样的不同种类的检测单元，能够多方面地进行车辆的周边环境(也称为周边状态)的解析。
ECU24进行对陀螺仪传感器5、GPS传感器24b、通信装置24c的控制以及检测结果或者通信结果的信息处理。陀螺仪传感器5对车辆1的旋转运动进行检测。能够根据陀螺仪传感器5的检测结果、车轮速度等来对车辆1的行进路径进行判定。GPS传感器24b对车辆1的当前位置进行检测。通信装置24c与提供地图信息、交通信息的服务器进行无线通信，并获取这些信息。ECU24能够访问在存储设备中构建的地图信息的数据库24a，ECU24进行从当前位置至目的地的路径探索等。
ECU25具备车与车之间通信用的通信装置25a。通信装置25a与周边的其他车辆进行无线通信，并进行车辆间的信息交换。
ECU26对动力装置(即行驶驱动力输出装置)6进行控制。动力装置6是输出使得车辆1的驱动轮旋转的驱动力的机构，动力装置6例如包括发动机和变速器。ECU26例如根据由设置在油门踏板7A上的操作检测传感器(即油门开度传感器)7a所检测到的驾驶员的驾驶操作(油门操作或者加速操作)而对发动机的输出进行控制，或者基于车速传感器7c所检测到的车速等信息来切换变速器的变速挡。在车辆1的驾驶状态是自动驾驶的情况下，ECU26根据来自ECU20的指示而对动力装置6进行自动控制，并控制车辆1的加速减速。此外，由陀螺仪传感器5检测到的各方向上的加速度、绕各轴的角加速度、由车速传感器7c检测到的车速等是表示车辆的行驶状态的信息，将这些传感器统也称为行驶状态监视部。进一步地，也可以将油门踏板7A的操作检测传感器7a、后述的制动踏板7B的操作检测传感器(即制动器踩踏量传感器)7b包含在行驶状态监视部中，但在本例中，将它们与检测针对其他设备的操作的状态的未图示的检测部一起称为操作状态检测部。
ECU27对包括方向指示器8的照明器件(前照灯、尾灯等)进行控制。在图1的例子的情况下，方向指示器8设置于车辆1的前部、车门镜以及后部。
ECU28进行对输入输出装置9的控制。输入输出装置9进行对驾驶员的信息输出和对来自驾驶员的信息输入的接受。声音输出装置91通过声音对驾驶员报告信息。显示装置92通过图像的显示对驾驶员报告信息。显示装置92例如配置于驾驶席正面，并构成仪表盘等。此外，在此举例示出了声音和显示，但是也可以通过振动、光来报告信息。另外，也可以组合声音、显示、振动或者光中的多个来报告信息。进一步地，还可以根据须报告的信息的控制状态(例如紧急度)而使组合不同或者使报告方式不同。输入装置93是配置在驾驶员能够操作的位置而对车辆1进行指示的开关组，还可以包括声音输入装置。输入装置93还具备用于手动地降低自动驾驶控制状态的等级的取消开关。另外，还具备用于从手动驾驶切换为自动驾驶的自动驾驶切换开关。想要降低自动驾驶控制状态的等级的司机能够通过操作取消开关来降低等级。在本实施方式中，无论自动驾驶控制状态是哪个等级，都能够通过同一取消开关来降低等级。
ECU29对制动装置10、驻车制动器(未图示)进行控制。制动装置10例如是盘式制动装置，设置于车辆1的各车轮，通过对车轮的旋转施加阻力来使车辆1减速或者停止。ECU29例如根据由设置在制动踏板7B上的操作检测传感器7b所检测到的驾驶员的驾驶操作(制动操作)而对制动装置10的动作进行控制。在车辆1的驾驶状态是自动驾驶的情况下，ECU29根据来自ECU20的指示而对制动装置10进行自动控制，并控制车辆1的减速以及停止。制动装置10、驻车制动器还能够为了维持车辆1的停止状态而进行动作。另外，在动力装置6的变速器具备驻车锁止机构的情况下，还能够为了维持车辆1的停止状态而使所述驻车锁止机构动作。
●车辆控制***
图2表示本实施方式中的控制单元2的功能性构成。控制单元2也称为车辆控制***，通过由以ECU20为首的各ECU执行程序等来实现图2所示的各功能块。在图2中，在车辆1中搭载有包括摄像机41、光学雷达42、雷达43等的检测设备DD、导航装置50、通信装置24b、24c、25a、包括陀螺仪传感器5、方向盘把持传感器、司机状态检测摄像机41a等的车辆传感器60、油门踏板7A、油门开度传感器7a、制动踏板7B、制动器踩踏量传感器7b、显示装置92、扬声器91、包括自动驾驶切换开关的开关93、车辆控制***2、行驶驱动力输出装置6、转向装置3以及制动装置220。这些装置、设备通过CAN(Controller Area Network)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等相互连接。
导航装置50具有GNSS(Global Navigation Satellite System)接收器、地图信息(导航地图)、作为用户界面而发挥功能的触摸面板式显示装置、扬声器、麦克风等。导航装置50通过GNSS接收器来确定本车辆1的位置，并导出从该位置到由用户指定的目的地为止的路径。由导航装置50导出的路径被提供给车辆控制***2的目标车道决定部110。此外，用于确定本车辆1的位置的构成也可以独立于导航装置50而设置。
通信装置24b、24c、25a例如进行利用了蜂窝网络、Wi-Fi网络、Bluetooth(注册商标)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等的无线通信。
车辆传感器60包括检测车速的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的偏航率传感器、检测本车辆1的朝向的方位传感器等。它们的全部或一部分由陀螺仪传感器5实现。另外，也可以将未图示的方向盘把持传感器、司机状态检测摄像机41a包含在车辆传感器60中。
油门踏板7A是用于接受司机所作出的加速指示(或者基于回位操作的减速指示)的操作件。油门开度传感器7a对油门踏板7A的踩踏量进行检测，并将表示踩踏量的油门开度信号输出至车辆控制***2。此外，也可以代替向车辆控制***2输出，而直接向行驶驱动力输出装置6、转向装置3或者制动装置220输出。对于以下所说明的其他驾驶操作***的构成而言也是同样的。
制动踏板7B是用于接受司机所作出的减速指示的操作件。制动器踩踏量传感器7b对制动踏板7B的踩踏量(或踩踏力)进行检测，并将表示检测结果的制动信号输出至车辆控制***2。
显示装置92例如是安装于仪表盘的各部、与副驾驶席、后部座席对置的任意部位等的LCD(Liquid Crystal Display)、有机EL(Electroluminescence)显示装置等。另外，显示装置92也可以是将图像投影到前挡风玻璃、其他车窗的HUD(Head Up Display)。扬声器91输出声音。
行驶驱动力输出装置6向驱动轮输出用于使车辆行驶的行驶驱动力(扭矩)。行驶驱动力输出装置6例如具备发动机、变速器以及对发动机进行控制的发动机ECU(Electronic Control Unit)。此外，行驶驱动力输出装置6也可以是电动马达、将内燃机与电动马达组合而成的混合动力机构。
制动装置220例如是具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、使液压缸产生液压的电动马达以及制动控制部的电动伺服制动装置。电动伺服制动装置的制动控制部根据从行驶控制部160输入的信息来控制电动马达，并向各车轮输出与制动操作相应的制动扭矩。另外，制动装置220也可以包括基于能够包含在行驶驱动力输出装置6中的行驶用马达的再生制动器。
●转向装置
接着，对转向装置3进行说明。转向装置3例如具备转向ECU21和电动马达。电动马达例如使力作用于齿轮齿条机构来变更转舵轮的朝向。转向ECU21根据从车辆控制***2输入的信息、或者输入的转向转角或转向扭矩的信息来驱动电动马达而变更转舵轮的朝向。
图3是表示本实施方式所涉及的转向装置3的构成例的图。转向装置3包括但不限于转向盘(也称为方向盘)31、转向轴210B、转向转角传感器210C、转向扭矩传感器210D、反力马达210E、辅助马达210F、转舵机构210G、转舵角传感器210H、方向盘把持传感器210I、转舵轮210J以及转向ECU21。另外，转向ECU21分别具有转向反力设定部210M和存储部210N。
转向盘31是接受司机所作出的转向指示的操作设备的一个例子。对转向盘31施加的转向输入即转向操作被传递给转向轴210B。在转向轴210B上安装有转向转角传感器210C和转向扭矩传感器210D。转向转角传感器210C对转向盘31***作的角度进行检测，并将检测到的角度输出至转向ECU21。转向扭矩传感器210D对作用在转向轴210B上的扭矩(转向扭矩)进行检测，并将检测到的扭矩输出至转向ECU21。即，转向扭矩是司机通过转动转向盘31而作用在转向轴210B上的扭矩。反力马达210E在转向ECU21的控制下向转向轴210B输出扭矩，由此对转向盘31输出转向反力。即，反力马达210E在转向ECU21的控制下，在各个自动驾驶控制状态下，对转向轴210B施加用于维持自动驾驶中的转向(也称为***转向)的规定的转向反力。转向反力作为对司机的转向操作施加阻力的扭矩而发挥作用。因此，司机在对***转向进行超控的情况下，必须对转向轴210B施加超过根据转向输入而产生的转向反力的扭矩。
辅助马达210F在转向ECU21的控制下对转舵机构210G输出扭矩，由此对转舵进行辅助。辅助不仅在手动驾驶时对司机的操作进行辅助，而且在自动驾驶时根据行驶控制部160的控制而在没有司机的操作的条件下进行转向。转舵机构210G例如是齿轮齿条机构。转舵角传感器210H检测出表示转舵机构210G对转舵轮210J进行了驱动控制的角度(转舵角)的量(例如齿条行程)，并将其输出至转向ECU21。转向轴210B与转舵机构210G之间既可以固定地连结，也可以分离，还可以经由离合机构等连结。
方向盘把持传感器210I可以是设置于转向盘31的轮缘部的规定位置并在司机把持转向盘31的轮缘时对该司机的手部所引起的静电电容的变动进行检测的静电电容传感器。或者，也可以是对通过司机的把持而施加于轮缘的压力(以下，也称为把持力)进行测定的压力传感器。方向盘把持传感器210I将所测定的把持力输出至转向ECU21。转向ECU21与车辆控制***2协作地进行上述各种控制。
转向反力设定部210M在自动驾驶控制状态下，将由转向转角传感器210C检测到的转角(超控舵角)与从车辆控制***2获取的***舵角(例如由行驶控制部160决定的舵角)之间的差值作为转向输入的指标值，来参照转向ECU21内的存储部210N中的反力分布信息210P。该反力分布信息210P例如构成为表示超控舵角与***舵角的舵角差和转向反力之间的对应关系的反力表。而且，转向反力设定部210M从存储部210N中的反力分布信息210P的反力表读入与上述舵角差对应的转向反力。另外，转向ECU21基于转向反力设定部210M从存储部210N读入的数值，以将该数值的转向反力施加于转向轴210B的方式对反力马达210E进行驱动控制。此外，在手动驾驶控制状态下，准备为了进行手动驾驶而预先确定的反力分布信息，并据此来施加反力。如本例这样，在转向轴210B与转舵机构210G连接的情况下，来自转舵轮210J的机械反力被传递至转向盘31，因此也可以不特意施加反力。但是，在转向轴未与转舵机构210G机械连接的、实现了完全的线控转向(steer-by-wire)的情况下，为了对司机施加转向感，可以根据模拟了机械反力的反力分布来生成反力。在本例中，以具有与自动驾驶的自动驾驶控制状态相应的特性的方式施加反力。此外，关于反力的设定，参照图3至图9再次进行说明。此外，有时将转向的舵角、扭矩、转向的速度等统称为转向量，将由行驶控制部160决定的转向量称为***转向量。
根据上述的构成，根据自动驾驶控制状态下的司机对转向盘31进行的超控操作而产生的舵角与***舵角之间的差值以及自动驾驶控制状态来赋予对转向盘31施加的转向反力。此时，自动驾驶控制状态的等级越高则反力越大。由此，能够设为根据自动驾驶控制状态，若自动驾驶控制状态的等级较高，则难以进行超控，若自动驾驶控制状态的等级较低，则容易进行超控。
在自动驾驶控制状态下，每当转向ECU21读入***舵角以及超控舵角时，转向反力设定部210M参照存储部210N中的反力分布信息210P。而且，转向反力设定部210M将与所读入的***舵角与超控舵角的差和自动驾驶控制状态相应的转向反力读取、赋予该转向反力的控制信号输出至反力马达210E。
●车辆控制***(续)
返回到图2，车辆控制***2例如具备目标车道决定部110、自动驾驶控制部120、行驶控制部160、HMI(human machine interface)控制部170以及存储部180。自动驾驶控制部120例如具备自动驾驶状态控制部130、本车位置识别部140、外界识别部142、行动计划生成部144、轨道生成部146以及切换控制部150。目标车道决定部110、自动驾驶控制部120的各部以及行驶控制部160、HMI控制部170中的一部分或全部通过由处理器执行程序(软件)来实现。另外，这些中的一部分或全部可以通过LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等硬件来实现，也可以通过软件和硬件的组合来实现。
在存储部180中例如存储包含车道的中央的信息或者车道的边界的信息等的高精度地图信息182、目标车道信息184、行动计划信息186等信息。目标车道决定部110将由导航装置50提供的路径划分为多个分区(例如，针对车辆行进方向而以每100[m]进行划分)，并参照高精度地图信息182对每个分区决定目标车道。目标车道决定部110例如进行在从左侧起第几个车道上行驶这样的决定。例如在路径中存在分支位置、汇入位置等的情况下，目标车道决定部110以使得本车辆1能够在为了向分支前方处行进的合理的行驶路径上行驶的方式来决定目标车道。由目标车道决定部110决定的目标车道作为目标车道信息184而存储在存储部180中。
自动驾驶状态控制部130决定自动驾驶控制部120所实施的自动驾驶的自动驾驶控制状态(着眼于各状态的自动化率而也称为自动化状态)。本实施方式中的自动驾驶控制状态包括以下的控制状态。此外，以下只不过是一个例子，自动驾驶的控制状态的数量可以任意决定。图4表示自动驾驶控制状态的跳转图。
●自动驾驶控制状态的跳转
如图4所示，在本实施方式中，作为自动驾驶控制状态而存在第零控制状态至第三控制状态，并且自动化率依次变高。此外，在图4中，箭头表示状态的跳转。其中，白色箭头表示由车辆控制***2(尤其是ECU20)例如执行程序而实现的自动驾驶产生的、即车辆1为主体的自动驾驶控制状态的跳转。另一方面，黑色箭头表示以司机的操作为契机而进行的自动驾驶控制状态的跳转。在此，对各自动驾驶控制状态再次进行说明。
第零控制状态是手动驾驶的控制状态，并且第零控制状态是完全没有驾驶辅助等而需要由司机进行人工驾驶的控制状态。当司机在该第零控制状态下例如通过开关操作而明示地指示自动驾驶时，根据此时的条件，例如根据外部环境、车辆信息等，使自动驾驶控制状态向第一控制状态或者第二控制状态跳转。控制单元2参照外部环境信息、行驶状态信息等来决定跳转为哪一个控制状态。
第一控制状态是自动驾驶中最低的自动驾驶控制状态的状态(自动化率最低)。在指示了自动驾驶时，例如在无法识别当前位置的情况下，另外在即使能够识别也无法应用第二控制状态的环境(例如普通道路等)中，在第一控制状态下开始自动驾驶。在第一控制状态下所实现的自动化功能包括LKAS、ACC等。另外，在跳转为第一控制状态时，可以由司机状态检测部对司机是否正在监视外部、尤其是对前方进行检测，并且对是否正把持着方向盘进行检测。在该情况下，在满足条件的情况下进行跳转。另外，在停留在第一控制状态的期间内可以持续地进行该司机的监视。此外，在使自动驾驶控制状态从较低的等级向较高的等级跳转时，对司机要求的任务不会发生变化或者对司机要求的任务减少，因此也可以不将司机的状态作为跳转的条件。此外，第零控制状态与第一控制状态的差别并不限定于上述的内容，例如还有可能存在在第零控制状态下仅能够利用LKAS或ACC中的某一项而在第一控制状态下能够利用这两项这样的情况。另外，还有可能存在在第一控制状态下相对于第零控制状态下的LKAS、ACC而工作场景较广泛这样的情况。
第二控制状态是第一控制状态的上面的自动驾驶控制状态。例如在第零控制状态下接受到自动驾驶的指示，若此时的外部环境为规定的环境(例如高速公路的行驶中等)，则跳转为第二控制状态。或者，如果在以第一控制状态自动驾驶的过程中检测到外部环境为上述的规定的环境，则自动地跳转为第二控制状态。除了可以参照例如包括摄像机等的周边监视部的监视结果之外，还可以参照当前位置和地图信息来进行外部环境的判定。在第二控制状态下，除了车道维持之外，还提供根据周围的车辆等目标物来进行车道变更等的功能。若丧失维持第二控制状态的条件，则通过控制单元2将车辆1的自动化状态变更为第一控制状态。在第二控制状态下，司机可以不保持方向盘(将其称为“放开双手”(handsoff))，对司机仅要求周围的监视。因此，在第二控制状态下，通过司机状态检测摄像机41a监视司机是否正在监视外部，若司机怠于对外部的监视，则例如输出警告。
第三控制状态是第二控制状态的上面的自动驾驶控制状态。能够从第二控制状态向第三控制状态跳转，不会跳过第二控制状态而从第零控制状态、第一控制状态跳转。另外，向第三控制状态的跳转不以司机的指示为触发而进行，而是通过控制单元2所进行的自动控制在判定为满足一定条件的情况下进行跳转。例如，若在以第二控制状态自动驾驶的过程中遭遇拥堵而成为以低速跟随前方车辆的状态，则从第二控制状态切换为第三控制状态。基于摄像机等周边监视部的输出、车速等来进行该情况下的判定。在满足第二控制状态的条件的情况下，例如在高速公路上行驶的情况下，在第二控制状态与第三控制状态之间进行自动驾驶控制状态的跳转。在第三控制状态下，司机既不需要把持方向盘，也不需要监视周边。但是，在任何时候、在任何控制状态下都有可能会产生司机必须接管驾驶的状况。因此，为了判定司机是否能够正常地接管驾驶，例如在自动驾驶过程中始终监视并检测司机的视线是否位于规定的范围(例如导航、仪表的显示部)。在人工驾驶中也可以进行该司机的状态的监视。
自动驾驶状态控制部130基于司机针对上述驾驶操作***的各个构成的操作、由行动计划生成部144决定的事件、由轨道生成部146决定的行驶方式等来决定自动驾驶的控制状态，并按照图4所示的白色箭头向所决定的控制状态跳转。将自动驾驶控制状态通知给HMI控制部170。无论在哪个控制状态下，都能够通过针对驾驶操作***的各个构成的操作而通过手动驾驶将自动驾驶覆盖(超控)。
自动驾驶控制部120的本车位置识别部140基于存储在存储部180中的高精度地图信息182、光学雷达42、雷达43、摄像机41、导航装置50、或者从车辆传感器60输入的信息，来识别本车辆1正在行驶的车道(行驶车道)以及本车辆1相对于行驶车道的相对位置(或者当前的行驶路线)。
本车位置识别部140例如通过对从高精度地图信息182识别出的道路划分线的图案(例如实线和虚线的排列)与根据摄像机41所拍摄到的图像而识别出的本车辆1的周边的道路划分线的图案进行比较，来识别行驶车道。在该识别中，也可以加入从导航装置50获取的本车辆1的位置、如果有的话基于惯性制导(inertial guidance)***的处理结果。行驶控制部160对行驶驱动力输出装置6、转向装置3以及制动装置220进行控制，以使本车辆1按照预定的时刻通过由轨道生成部146生成的轨道。HMI控制部170使显示装置92显示影像以及图像、使扬声器91输出声音。行驶控制部160例如为了进行依照行动计划信息186的自动驾驶而决定转向舵角(***舵角)，并将该转向舵角输入至转向装置3，使其进行转向控制。此外，例如能够通过高精度地图信息182、在后面叙述的外界识别部142来识别行驶中的车道发生转弯等情况。
外界识别部142基于从摄像机41、光学雷达42、雷达43等输入的信息，对周边车辆等目标物的位置以及速度、加速度等状态进行识别。另外，除了周边车辆以外，外界识别部142还可以对护栏、电线杆、驻车车辆、行人等其他物体的位置进行识别。
行动计划生成部144对自动驾驶的开始地点和/或自动驾驶的目的地进行设定。自动驾驶的开始地点既可以是本车辆1的当前位置，也可以是进行了指示自动驾驶的操作的地点。行动计划生成部144在该开始地点与自动驾驶的目的地之间的区间内生成行动计划。此外，不限于此，行动计划生成部144也可以针对任意的区间生成行动计划。
行动计划例如由依次执行的多个事件构成。在事件中，例如包括使本车辆1减速的减速事件、使本车辆1加速的加速事件、使本车辆1以不偏离行驶车道的方式行驶的车道维持事件、变更行驶车道的车道变更事件、使本车辆1超越前方车辆的超车事件、在分支点处变更为所期望的车道或以不偏离当前的行驶车道的方式使本车辆1行驶的分支事件、在用于向干线汇入的汇入车道中使本车辆1加速减速、变更行驶车道的汇入事件、在自动驾驶的结束预定地点从自动驾驶控制状态转移为手动驾驶控制状态的移交(hand over)事件等。行动计划生成部144在由目标车道决定部110决定的目标车道发生切换的场所对车道变更事件、分支事件或者汇入事件进行设定。表示由行动计划生成部144生成的行动计划的信息作为行动计划信息186而存储在存储部180中。
●目标行驶位置的设定
轨道生成部146决定成为车道内的目标的点的位置即目标行驶位置(或目标位置)，进而决定连接连续的目标行驶位置而成的轨道(也称为目标轨道或目标路线或目标行驶路线)，并作为行动计划信息186的一部分进行存储，由此设定目标行驶位置。作为目标位置，例如若没有特别需要避开的目标物的话，则选择穿过行驶中的车道的中央位置的位置(将其视为基准位置或第一基准位置或者将点列视为路线，也称为第一基准路线)。如果存在障碍物，则设定为避开该障碍物的目标位置。另外，即使不是行驶中的车道内的障碍物，有时为了减轻司机、乘客的心理负担，也以从行驶在相邻车道上的车辆离开的方式设定目标位置。进一步地，为了减小行驶位置的曲率而维持舒适性，在弯道中，有时将目标位置设定在比车道的中央位置靠内侧的位置。切换控制部150基于从自动驾驶切换开关93输入的信号，对自动驾驶控制状态和手动驾驶控制状态进行相互切换。
进一步地，在设定目标位置时，也可以基于过去的超控操作的历史。例如关于转向，若从基于自动驾驶的行驶路线朝向车道中央而进行超控操作，则存储进行了该操作这一情况。然后，在设定目标位置时参照该存储，若进行了相应的超控操作，则在进行将目标位置从车道的中央位置错开的偏移行驶时，对所设定的目标位置以减少从中央位置的错开的量的方式进行变更。或者，也可以从一开始就设定这样的目标位置。由此，减少司机介入的机会。
另外，切换控制部150基于制动踏板7B的操作，从自动驾驶(第三控制状态至第一控制状态)切换为手动驾驶(第零控制状态)。在本例中，当进行制动操作时，在与此时的自动化控制状态相应的延缓时间以及警告之后，切换控制部150从自动驾驶控制状态切换为手动驾驶控制状态。另外，对于转向操作、油门操作，在维持自动驾驶的同时，根据人工操作进行超控控制。在此，通过超控控制，例如若转向的操作量超过规定的超控阈值，则实现如同切换为手动驾驶那样的行驶控制。接着，对超控控制进行说明。
●超控控制
接着，对本实施方式所涉及的超控控制、尤其是转向的超控控制进行说明。在此之前，参照图5对自动驾驶中的转向控制的特性进行说明。图5中的(A)是对基于自动驾驶的路径维持特性进行说明的图。该控制示意图是例如以道路的截面形状来表示试图维持路径的特性的图。在该控制示意图中，对于高度方向，也可以解读为表示试图维持车道中央的控制的强度的图。该图当然不是表示真实的道路的截面形状，而是通过比作为形状而用于对特性进行说明的示意图。另外，虽然在图5中省略，但是也可以具有中间的控制状态。
图5中的(A)表示在没有特别需要避开的目标物等的情况下设定的目标位置的例子。左白线位置与右白线位置之间是行驶车道，目标位置T与车道中央位置C一致。在该情况下，在以目标位置T为中心的左右的各个规定宽度ML、MR的范围内，设定转向反力比较大的反力分布。由此，使得难以进行超控，从而抑制由超控引起的从目标位置的错开。在比位置ML、MR靠车道外侧的位置，设定反力变弱的分布。由此，不会妨碍以显著偏离目标位置为目的的手动操作。此外，如图5所示，在着眼于道路的横贯方向上的分量的位置的情况下，将该位置特别称为横向位置。在本实施方式中，即使在简称为位置的情况下，从上下文来看为着眼于道路的横贯方向上的分量的情况下，其也表示横向位置。
图5中的(B)表示目标位置从车道中央位置错开的所谓的偏移行驶时的反力分布的设定的概要。其中，图5中的(B)是在行驶中的车道内没有障碍物的情况下的例子。当在行驶中的车道内存在障碍物而避开该障碍物进行偏移行驶的情况下，除了中央位置C与目标位置T’错开这一点之外，采用与图5中的(A)相同的分布。这是因为，在该情况下，若偏离基于自动驾驶的目标行驶位置则很危险。在图5中的(B)中，在比目标位置T’靠左侧的位置，与图5中的(A)同样地，设定为难以进行超控。但是，在从目标位置T’到中央位置C之间，设定比目标位置T’的左侧的反力小的反力特性，从而比较容易进行返回至中央位置的超控操作。但是，对于越过车道中央位置C而向右侧移动的超控操作，应用与图5中的(A)的目标位置T和右规定位置MR之间同样的反力分布。因此，难以从中央位置C向右移动。进一步地，若超过位置MR’，则与图5中的(A)同样地应用减小反力的反力分布501。但是，在该情况下，当在作为车道边界的右白线位置的更右侧检测到障碍物的情况下，也可以设定为产生更大的反力的反力分布502。
用于实现这样的控制的转向反力(也称为“steering reaction force”)的特性如图6所示。在图6中的(A)中，纵轴表示转向反力，横轴表示用于维持目标位置(尤其是目标横向位置)的***舵角θsys与基于手动的手动舵角θm之间的差值(θm-θsys)。曲线L1、L2、L3分别表示转向反力的特性曲线(也称为反力分布。)。例如在***舵角为θsys时，若司机进行转向操作，则与角度差θm-θsys的增大相应地，转向反力设定部210M使转向反力依照曲线L3增大，并且反力马达210E依照曲线L3使反力增大。只要曲线L1、L2、L3具有图示那样的特性，则也可以是离散值。司机必须克服该转向反力而进行转向操作。例如当角度差θm-θsys为θTh时，若设定的反力分布为L3则产生反力F3，若为L2则产生反力F2，若为L1则产生反力F1。像这样，针对相同的舵角差而产生的转向反力根据所设定的反力分布而不同。
图6中的(B)表示过渡特性的一个例子。如后所述，根据相对于目标位置T、中央位置C的当前的车辆的位置来设定反力分布。即，在行驶过程中对反力分布进行切换。例如，如图6中的(A)所示，若在舵角差θTh保持不变的状态下将反力分布从L3切换为L2，则转向反力从F3变为F2，转向突然变得容易。这很有可能会导致转向的过度操作，因此在反力分布的变更时，例如赋予图6中的(B)那样的过渡特性。例如，若在舵角差θTh保持不变的状态下将反力分布从L3变更为L2，则转向ECU21如图6中的(B)所示那样使所产生的转向反力以时间t1从F3向F2连续地变化。当在该期间内进一步变更为其他分布的情况下，也根据过渡特性使在切换的时刻产生的转向反力连续地变化为在新的分布下产生的转向反力。
像这样，在反力分布信息210P中保存有如图6中的(A)所示那样的按每个自动驾驶控制状态将***舵角θsys与手动舵角θm的角度差(θm-θsys)与转向反力建立对应的表、以及如图6中的(B)所示的过渡特性的表。而且，转向反力设定部210M例如按照图7的步骤来设定反力分布。过渡特性可以如图6中的(B)那样设定为规定的过度特性。像这样，赋予与舵角差和所设定的反力分布相应的转向反力。
图7表示本实施方式中的转向反力设定部210M所进行的反力分布的设定步骤。虽然在图3中未示出，但是转向反力设定部210M可以参照由本车位置识别部140识别出的车道上的当前的位置(在以下的说明中称为本车位置)和由轨道生成部146生成的当前的目标位置。图7的步骤例如可以如图示那样由转向反力设定部210M持续地执行，也可以不进行反复的循环而在接收到切换反力分布的触发时执行。在该情况下，触发例如可以是本车位置跨越图5所示的左规定位置ML、目标位置T、中央位置C、右规定位置MR的各个位置而进行移动的情况。
在图7中，首先判定车道中央与目标位置是否一致(S701)。若一致，则判定本车位置是否处于目标位置的左右的各个规定位置(相当于图5中的MR、ML的分布的切换位置)的外侧(S703)。若是外侧，则设定为相对于恒定的舵角差而产生的反力为最弱的反力分布L1(S707)。另一方面，在不是外侧的情况下，即在本车位置位于距目标位置的规定范围内的情况下，设定为相对于恒定的舵角差而产生的反力为最强的反力分布L3(S705)。另外，在步骤S701中，在判定为车道中央与目标位置不一致的情况下，判定本车位置是否处于车道中央与目标位置之间(S709)。在处于车道中央与目标位置之间的情况下，将车道中央侧设定为反力分布L2，将其相反侧设定为反力分布L3(S711)。参照图6中的(A)，例如在从本车位置朝向车道中央侧的转向的舵角差为正的情况下，作为相对于正的舵角差的反力分布而设定为L2，作为其相反侧即相对于负的舵角差的反力分布而设定为L3。在从本车位置朝向车道中央侧的转向的舵角差为负的情况下则相反。在步骤S709中，在判定为本车位置并非处于车道中央与目标位置之间的情况下，分支到步骤S703并设定与本车位置相应的反力分布。
通过如以上那样设定反力分布，例如如图5中的(B)所示，能够减弱针对从目标位置朝向车道中央的超控操作而产生的反力。此外，在步骤S711中，也可以设定为反力分布L2。这是因为，即使设定为L2，由于根据本车位置与左规定位置ML、目标位置T、中央位置C、右规定位置MR等的位置关系来切换反力分布，因此也能够实现图5中的(B)那样的反力分布的切换。
[第二实施方式]
图8表示代替图7而应用的反力分布的设定步骤。图8的步骤是用于实现如在图5中的(B)中说明的那样的针对障碍物的反力特性502的步骤。对于与图7共同的部分省略说明。当在步骤S703中判定为本车位置位于左右的规定位置MR、ML的外侧的情况下，判定在所行驶的车道的外侧的规定距离的位置是否存在其他车辆等障碍物(S801)。若不存在障碍物，则设定为反力分布L1(S707)。但是，若存在障碍物，则设定为与反力分布L1相比而相对于恒定的舵角的反力更大的反力分布L2(S803)。由此，能够使驾驶员难以进行接近障碍物的超控操作。此外，例如可以基于从外界识别部142获取的信息来进行障碍物的判定。
●实施方式的总结
将以上说明的本实施方式总结如下。
(1)根据本发明的第一方式，提供一种车辆控制装置，是实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶的车辆控制装置，其特征在于，所述车辆控制装置具有：
设定机构，其基于周边的监视结果来设定成为行驶中的车道内的行驶路径的目标位置；以及
转向控制机构，其基于所述目标位置来进行转向控制，
所述转向控制机构即使在基于所述目标位置而进行转向控制的情况下，也能够接受驾驶员所进行的手动操作产生的转向输入，
在接受到所述转向输入时，所述转向控制机构针对所述手动操作而产生规定的反力，
所述转向控制机构对转向反力特性进行如下控制：在所述目标位置相对于所述车道的宽度方向而从成为本车辆所行驶的车道的中央附近的第一基准位置离开的情况下，在接受到所述转向输入时，针对某个舵角的手动操作，使得针对朝向从所述目标位置指向所述第一基准位置的第一方向的手动操作而施加的所述转向反力小于针对朝向与所述第一方向不同的第二方向的手动操作而施加的所述转向反力。
根据该构成，在朝向中央位置消除偏移时，通过减弱转向反力，能够提高用户介入的容易程度，并且能够针对朝向相反侧的错误的介入而提高路外偏离抑制。
(2)根据本发明的第二方式，提供一种车辆控制装置，是根据(1)所述的车辆控制装置，其特征在于，所述转向反力特性是作为从基于所述目标位置的舵角到手动操作产生的舵角的差的舵角差与所述转向反力之间的特性，若所述舵角差变得更大，则所述转向反力也变得更大。
根据该构成，将反力特性定义为斜率，通过每当转角增大时反力变大、变小的特性，使得司机能够直观地理解。
(3)根据本发明的第三方式，提供一种车辆控制装置，是根据(2)所述的车辆控制装置，其特征在于，
在朝向所述第一方向的所述转向反力特性中，针对从所述目标位置到所述第一基准位置的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率小于针对自超过所述第一基准位置起的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率。
根据该构成，在通过中央位置而反力进一步增加的情况下，通过以通常的反力来应对，能够针对用户的过大的介入操作而适当地产生反力。
(4)根据本发明的第四方式，提供一种车辆控制装置，是根据(2)或(3)所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述转向控制机构对所述转向反力特性进行如下控制：基于周边的监视结果而使得在向障碍物接近的情况下的针对朝向从所述目标位置离开的方向的所述转向输入而施加的所述转向反力大于在不向障碍物接近的情况下的所述转向反力。
根据该构成，对于向障碍物的接近，通过提高转向反力，能够抑制向障碍物的接近。
(5)根据本发明的第五方式，提供一种车辆控制装置，是根据(2)至(4)中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述设定机构进行第一偏移控制和第二偏移控制，在所述第一偏移控制中，基于所述周边监视而以相对于障碍物离开的方式设定所述目标位置，在所述第二偏移控制中，基于行驶中的车道的曲率而以从所述第一基准位置离开的方式设定所述目标位置，
所述转向控制机构对所述转向反力特性进行如下控制：使得在进行了所述第二偏移控制的情况下的针对朝向所述第一方向的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率小于在进行了所述第一偏移控制的情况下的针对朝向所述第一方向的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率。
根据该构成，将转弯时的偏移消除设为低反力，将针对障碍物的偏移消除设为高反力，由反力特性来表现相对于障碍物的风险。
(5)根据本发明的第六方式，提供一种车辆控制装置，是根据(1)至(5)中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
在通过所述转向控制机构产生所述转向反力的情况下，所述设定机构在设定新的目标位置时，以减小从所述第一基准位置的错开的方式设定所述新的目标位置。
根据该构成，在偏移消除操作为规定以上的情况下，通过消除下次以后或当前的偏移而能够反映司机的偏好。

Claims (5)

1.一种车辆控制装置，是实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶的车辆控制装置，其特征在于，
所述车辆控制装置具有：
设定机构，其基于周边的监视结果来设定成为行驶中的车道内的行驶路径的目标位置；以及
转向控制机构，其基于所述目标位置来进行转向控制，
所述转向控制机构即使在基于所述目标位置而进行转向控制的情况下，也能够接受驾驶员所进行的手动操作产生的转向输入，
在接受到所述转向输入时，所述转向控制机构针对所述手动操作而产生规定的反力，
所述转向控制机构对转向反力特性进行如下控制：在所述目标位置相对于所述车道的宽度方向而从成为本车辆所行驶的车道的中央附近的第一基准位置离开的情况下，在接受到所述转向输入时，针对某个舵角的手动操作，使得针对朝向从所述目标位置指向所述第一基准位置的第一方向的手动操作而施加的所述转向反力小于针对朝向与所述第一方向不同的第二方向的手动操作而施加的所述转向反力，
在朝向所述第一方向的所述转向反力特性中，针对从所述目标位置到所述第一基准位置的舵角差而施加的所述转向反力的增加率小于针对自超过所述第一基准位置起的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率，所述舵角差是从基于所述目标位置的舵角到手动操作产生的舵角的差。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述转向反力特性是所述舵角差与所述转向反力之间的特性，若所述舵角差变得更大，则所述转向反力也变得更大。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述转向控制机构对所述转向反力特性进行如下控制：基于周边的监视结果而使得在向障碍物接近的情况下的针对朝向从所述目标位置离开的方向的所述转向输入而施加的所述转向反力大于在不向障碍物接近的情况下的所述转向反力。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述设定机构进行第一偏移控制和第二偏移控制，在所述第一偏移控制中，基于周边的监视结果而以相对于障碍物离开的方式设定所述目标位置，在所述第二偏移控制中，基于行驶中的车道的曲率而以从所述第一基准位置离开的方式设定所述目标位置，
所述转向控制机构对所述转向反力特性进行如下控制：使得在进行了所述第二偏移控制的情况下的针对朝向所述第一方向的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率小于在进行了所述第一偏移控制的情况下的针对朝向所述第一方向的所述舵角差而施加的所述转向反力的增加率。
5.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于，
在通过所述转向控制机构产生所述转向反力的情况下，所述设定机构在设定新的目标位置时，以减小从所述第一基准位置的错开的方式设定所述新的目标位置。
CN202010078605.8A 2019-02-08 2020-02-03 车辆控制装置 Active CN111547130B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-021799 2019-02-08
JP2019021799A JP7099970B2 (ja) 2019-02-08 2019-02-08 車両制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111547130A CN111547130A (zh) 2020-08-18
CN111547130B true CN111547130B (zh) 2022-06-07

Family

ID=71945824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010078605.8A Active CN111547130B (zh) 2019-02-08 2020-02-03 车辆控制装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11225248B2 (zh)
JP (1) JP7099970B2 (zh)
CN (1) CN111547130B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7256982B2 (ja) 2018-12-28 2023-04-13 スズキ株式会社 車両の走行制御装置
JP7205768B2 (ja) * 2019-03-08 2023-01-17 スズキ株式会社 車両の走行制御装置
JP7393730B2 (ja) 2019-09-26 2023-12-07 スズキ株式会社 車両の走行制御装置
JP2022150613A (ja) * 2021-03-26 2022-10-07 トヨタ自動車株式会社 走行制御装置
US20220371585A1 (en) * 2021-05-21 2022-11-24 Robert Bosch Gmbh Customizable lane biasing for an automated vehicle
JP2022185937A (ja) * 2021-06-03 2022-12-15 株式会社デンソー シート制御装置、シート制御プログラム、状態推定装置、及び状態推定プログラム
JP2022187850A (ja) * 2021-06-08 2022-12-20 日立Astemo株式会社 走行支援装置
US20230174086A1 (en) * 2021-12-01 2023-06-08 GM Global Technology Operations LLC Methods and systems for adaptive blending of driver and automated steering commands under external threat

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104602989A (zh) * 2012-09-04 2015-05-06 日产自动车株式会社 稳定性控制装置
CN104703862A (zh) * 2012-10-01 2015-06-10 日产自动车株式会社 稳定性控制装置
CN106428193A (zh) * 2015-08-07 2017-02-22 丰田自动车株式会社 车辆的行驶控制装置
CN107531276A (zh) * 2015-04-09 2018-01-02 日产自动车株式会社 车道维持辅助装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012232704A (ja) * 2011-05-09 2012-11-29 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP6082415B2 (ja) * 2015-03-03 2017-02-15 富士重工業株式会社 車両の走行制御装置
JP2017218020A (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP6573643B2 (ja) * 2017-03-27 2019-09-11 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両の走行制御装置
JP6643297B2 (ja) * 2017-11-16 2020-02-12 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 運転支援装置
JP7074600B2 (ja) * 2018-07-18 2022-05-24 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
JP6637553B1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-29 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 車両制御装置
JP7211149B2 (ja) * 2019-02-21 2023-01-24 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP7348775B2 (ja) * 2019-08-28 2023-09-21 株式会社Subaru 車両の車線逸脱抑制制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104602989A (zh) * 2012-09-04 2015-05-06 日产自动车株式会社 稳定性控制装置
CN104703862A (zh) * 2012-10-01 2015-06-10 日产自动车株式会社 稳定性控制装置
CN107531276A (zh) * 2015-04-09 2018-01-02 日产自动车株式会社 车道维持辅助装置
CN106428193A (zh) * 2015-08-07 2017-02-22 丰田自动车株式会社 车辆的行驶控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7099970B2 (ja) 2022-07-12
US11225248B2 (en) 2022-01-18
US20200255007A1 (en) 2020-08-13
CN111547130A (zh) 2020-08-18
JP2020128167A (ja) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110271532B (zh) 车辆控制装置
CN111547130B (zh) 车辆控制装置
US10386838B2 (en) Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program
JP7177862B2 (ja) 位置決定装置
US20200189618A1 (en) Vehicle and control device and control method of the vehicle
JP7445028B2 (ja) 車両の制御システム、車両の制御方法、およびプログラム
US20190071075A1 (en) Vehicle control system, vehicle control method, and vehicle control program
US20200247415A1 (en) Vehicle, and control apparatus and control method thereof
US11348463B2 (en) Travel control device, travel control method, and storage medium storing program
CN111532269B (zh) 车辆控制装置
US11285955B2 (en) Vehicle control apparatus and vehicle with lane change regulation
US20200223441A1 (en) Vehicle, apparatus for controlling same, and control method therefor
JPWO2019106788A1 (ja) 車両制御装置、車両、及び車両制御方法
US11524700B2 (en) Vehicle control system, vehicle control method, and non-transitory computer-readable storage medium
KR102060303B1 (ko) 자율 주행 제어 장치 및 방법
US20210284142A1 (en) Control device and vehicle
CN112046474B (zh) 车辆控制装置及其动作方法、车辆以及存储介质
JP7213149B2 (ja) 車両制御装置、車両、車両制御装置の動作方法およびプログラム
JP7116012B2 (ja) 車両制御装置、車両、車両制御装置の動作方法およびプログラム
CN112238861A (zh) 车辆控制装置
JP7138133B2 (ja) 車両制御装置、車両、車両制御装置の動作方法およびプログラム
WO2019038918A1 (ja) 走行制御装置、および車両
JP2022152607A (ja) 運転支援装置、運転支援方法、及びプログラム
JP7393258B2 (ja) 制御装置及び車両
US20230311875A1 (en) Control device, method for operating control device, and non-transitory computer-readable storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant