JP2019098972A - 運転支援装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の運転モードの切り替えをスムースに実現する。【解決手段】運転支援装置は、アダプティブクルーズコントロール(ACC)とACCよりも自動運転レベルの高い自動運転制御とを切り替えて実施することが可能である。第1目標加速度は、切り替え前の第1運転制御に要求される目標加速度である。第2目標加速度は、切り替え後の第2運転制御に要求される目標加速度である。運転支援装置は、第1運転制御から第2運転制御への切替タイミング以降、時間変化率をリミット値以下に制限しながら目標加速度を第1目標加速度から第2目標加速度に変化させる。【選択図】図2
Description
本発明は、車両の運転を支援する運転支援装置に関する。
特許文献1は、車両に搭載される自動運転制御装置を開示している。自動運転制御装置による運転モードは、基本モードと高度自動化モードを含んでいる。自動運転制御装置は、周辺情報に基づいて、切替条件が成立するか否か判定する。運転モードが高度自動化モードに設定されているときに基本モード切替条件が成立した場合、自動運転制御装置は、運転モードを高度自動化モードから基本モードに切り替える。
車両の運転モード(運転制御)が第1運転モードから第2運転モードに切り替えられる場合を考える。運転モードの切り替え時、第1運転モードにおいて要求されていた加速度と第2運転モードにおいて要求される加速度とは必ずしも等しくない。従って、運転モードの切り替え時に車両の加速度が急変するおそれがある。このことは、乗り心地の悪化を招く。
本発明の1つの目的は、車両の運転モードの切り替えをスムースに実現することが可能な技術を提供することにある。
本発明の1つの観点において、車両に搭載される運転支援装置が提供される。
前記運転支援装置は、
アダプティブクルーズコントロールに要求される目標加速度を算出するACCシステムと、
前記アダプティブクルーズコントロールよりも自動運転レベルの高い自動運転制御に要求される目標加速度を算出する自動運転システムと、
前記目標加速度に基づいて前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記アダプティブクルーズコントロールと前記自動運転制御の一方である第1運転制御から、前記アダプティブクルーズコントロールと前記自動運転制御の他方である第2運転制御への切り替えを行うか否かを判定する切替判定装置と
を備える。
第1目標加速度は、前記第1運転制御に要求される前記目標加速度である。
第2目標加速度は、前記第2運転制御に要求される前記目標加速度である。
前記切替判定装置が前記切り替えを行うと判定した場合、前記車両走行制御装置は、前記第1運転制御から前記第2運転制御への切替タイミング以降、時間変化率をリミット値以下に制限しながら前記目標加速度を前記第1目標加速度から前記第2目標加速度に変化させる。
前記運転支援装置は、
アダプティブクルーズコントロールに要求される目標加速度を算出するACCシステムと、
前記アダプティブクルーズコントロールよりも自動運転レベルの高い自動運転制御に要求される目標加速度を算出する自動運転システムと、
前記目標加速度に基づいて前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記アダプティブクルーズコントロールと前記自動運転制御の一方である第1運転制御から、前記アダプティブクルーズコントロールと前記自動運転制御の他方である第2運転制御への切り替えを行うか否かを判定する切替判定装置と
を備える。
第1目標加速度は、前記第1運転制御に要求される前記目標加速度である。
第2目標加速度は、前記第2運転制御に要求される前記目標加速度である。
前記切替判定装置が前記切り替えを行うと判定した場合、前記車両走行制御装置は、前記第1運転制御から前記第2運転制御への切替タイミング以降、時間変化率をリミット値以下に制限しながら前記目標加速度を前記第1目標加速度から前記第2目標加速度に変化させる。
本発明によれば、第1運転制御から第2運転制御への切り替えが発生し、目標加速度が第1目標加速度から第2目標加速度に変化する際、目標加速度の時間変化率はリミット値に以下に制限される。これにより、車両の加速度が急変することが防止される。言い換えれば、車両の運転モードの切り替えをスムースに実現することが可能となる。このことは、乗り心地の改善に寄与する。
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
1.運転支援装置
図1は、本実施の形態に係る運転支援装置10の構成を概略的に示すブロック図である。運転支援装置10は、車両に搭載され、車両の運転を支援する。特に、運転支援装置10は、自動運転レベルの異なる複数の運転モードで、車両の運転を支援する。例えば、複数の運転モードは、「ACCモード」と「自動運転モード」を含む。
図1は、本実施の形態に係る運転支援装置10の構成を概略的に示すブロック図である。運転支援装置10は、車両に搭載され、車両の運転を支援する。特に、運転支援装置10は、自動運転レベルの異なる複数の運転モードで、車両の運転を支援する。例えば、複数の運転モードは、「ACCモード」と「自動運転モード」を含む。
ACCモードは、アダプティブクルーズコントロール(以下、「ACC(Adaptive Cruise Control)」と呼ばれる)を実施する運転モードである。ACCは、車両の駆動力及び制動力を制御して、先行車両との車間距離を設定値に保ちながら追従走行を行う機能である。ACCの自動運転レベルはレベル1である。
一方、自動運転モードは、ACCよりも自動運転レベルの高い自動運転制御を実施する運転モードである。例えば、自動運転制御は、駆動力制御、制動力制御、及び操舵制御の全てを自動で行う。
図1に示されるように、運転支援装置10は、情報取得装置20、ACCシステム30、自動運転システム40、切替判定装置50、駆動装置60、制動装置70、操舵装置80、及び車両走行制御装置100を備えている。
情報取得装置20は、ACCや自動運転制御の実施に必要な運転環境情報を取得する。運転環境情報は、車両の位置を示す位置情報、地図情報、車両の周囲の状況を示す周囲状況情報、車両の状態を示す車両状態情報、等を含む。位置情報は、例えば、GPS(Global Positioning System)を利用することにより得られる。地図情報は、地図データベースから得られる。周囲状況情報は、カメラ、ライダー、レーダー等の外界センサを利用することにより得られる。例えば、周囲状況情報は、先行車両の情報を含む。車両状態情報は、車両に搭載された各種センサによる検出結果に基づいて得られる。例えば、車両状態情報は、車両の速度及び加速度の情報を含む(尚、本明細書において、「加速度」とは「対地加減速度」を意味する)。情報取得装置20は、ECU(Electronic Control Unit)及び各種センサにより実現される。
ACCシステム30は、先行車両情報及び車速情報に基づいて、ACCに要求される目標加速度ATaを算出する。このACCシステム30は、ECUにより実現される。
自動運転システム40は、運転環境情報(位置情報、地図情報、周囲状況情報、及び車両状態情報)に基づいて、自動運転制御に要求される目標加速度ATbを算出する。この自動運転システム40は、ECUにより実現される。
切替判定装置50は、車両の運転制御(運転モード)をACCと自動運転制御との間で切り替えるか否かを判定する。例えば、切替判定装置50は、自動運転制御に必要な地図情報(例:車両の周囲及び目的地までの地図情報)が取得できているか否かに基づいて、運転制御の切り替えを行うか否かを判定する。そのような地図情報が存在しない場合、自動運転制御は行われない。従って、地図情報が存在する区間から存在しない区間に車両が移動する際、切替判定装置50は、自動運転制御からACCへの切り替えを行うと判定する。一方、地図情報が存在しない区間から存在する区間に車両が移動する際、切替判定装置50は、ACCから自動運転制御への切り替えを行うと判定する。あるいは、切替判定装置50は、車両のドライバからの指示に従って運転モードを切り替えてもよい。このような切替判定装置50は、ECUにより実現される。
駆動装置60(パワートレイン)は、車輪に駆動力を発生させる装置である。制動装置70は、車輪に制動力を発生させる装置である。操舵装置80は、車輪を転舵する装置である。
車両走行制御装置100は、車両の走行を制御する。具体的には、車両走行制御装置100は、駆動装置60を制御することによって、駆動力を制御する。また、車両走行制御装置100は、制動装置70を制御することによって、制動力を制御する。また、車両走行制御装置100は、操舵装置80を制御することによって、車両の転舵を制御する。また、切替判定装置50が運転制御の切り替えを行うと判定した場合、車両走行制御装置100は、運転制御を切り替える。この車両走行制御装置100は、ECUにより実現される。
以下、駆動力及び制動力の制御について考える。各運転モードにおいて、車両走行制御装置100は、所望の駆動力及び制動力を「目標加速度AT」に基づいて算出する。ACCモードでは、車両走行制御装置100は、基本的に、ACCシステム30によって算出される目標加速度ATaを、目標加速度ATとして用いる。一方、自動運転モードでは、車両走行制御装置100は、基本的に、自動運転システム40によって算出される目標加速度ATbを、目標加速度ATとして用いる。但し、切替判定装置50が運転制御の切り替えを行うと判定した場合、車両走行制御装置100は、運転制御の切替タイミングからしばらくの間、次に説明される「ジャーク制限処理」を実施する。
2.ジャーク制限処理
図2は、本実施の形態に係るジャーク制限処理を説明するための概念図である。時刻t1において、切替判定装置50は、運転制御の切り替えを行うことを決定し、車両走行制御装置100は、運転制御を切り替える。つまり、時刻t1は、切替タイミングである。
図2は、本実施の形態に係るジャーク制限処理を説明するための概念図である。時刻t1において、切替判定装置50は、運転制御の切り替えを行うことを決定し、車両走行制御装置100は、運転制御を切り替える。つまり、時刻t1は、切替タイミングである。
切替タイミングt1より前に行われていた運転制御(ACCと自動運転制御の一方)は、以下「第1運転制御」と呼ばれる。切替タイミングt1以降に行われる運転制御(ACCと自動運転制御の他方)は、以下「第2運転制御」と呼ばれる。第1運転制御に要求される目標加速度AT(ATaとATbの一方)は、以下「第1目標加速度AT1」と呼ばれる。第2運転制御に要求される目標加速度(ATaとATbの他方)は、以下「第2目標加速度AT2」と呼ばれる。
本実施の形態によれば、車両走行制御装置100は、切替タイミングt1において、目標加速度ATを第1目標加速度AT1から第2目標加速度AT2に即座に切り替えない。その代わり、車両走行制御装置100は、切替タイミングt1以降、目標加速度ATの時間変化率に制限(リミット値)を与える。言い換えれば、車両走行制御装置100は、切替タイミングt1以降、時間変化率をリミット値以下に制限しながら目標加速度ATを第1目標加速度AT1から第2目標加速度AT2に変化させる。この処理が、「ジャーク制限処理」である。
ジャーク制限処理は、目標加速度ATが第2目標加速度AT2と一致するまで実施される。図2に示される例では、切替タイミングt1よりも後の終了タイミングt2において、目標加速度ATが第2目標加速度AT2と一致し、ジャーク制限処理が終了する。その後は、通常の第2運転制御が実施される。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、第1運転制御から第2運転制御への切り替えが発生し、目標加速度ATが第1目標加速度AT1から第2目標加速度AT2に変化する際、目標加速度ATの時間変化率はリミット値に以下に制限される。これにより、車両の加速度が急変することが防止される。言い換えれば、車両の運転モードの切り替えをスムースに実現することが可能となる。このことは、乗り心地の改善に寄与する。
3.車両走行制御装置の様々な例
3−1.第1の例
図3は、本実施の形態に係る車両走行制御装置100の第1の例を説明するためのブロック図である。車両走行制御装置100は、要求制駆動力演算部110及び配分演算部160を備えている。
3−1.第1の例
図3は、本実施の形態に係る車両走行制御装置100の第1の例を説明するためのブロック図である。車両走行制御装置100は、要求制駆動力演算部110及び配分演算部160を備えている。
要求制駆動力演算部110は、車両走行に要求される「要求制駆動力FR」を算出する。この要求制駆動力演算部110は、切替演算部120、FB演算部130、及び駆動力補正部140を含んでいる。
切替演算部120は、要求制駆動力FRの算出に必要な目標加速度ATを算出する。具体的には、切替演算部120は、ACCシステム30によって算出される目標加速度ATaと、自動運転システム40によって算出される目標加速度ATbを受け取る。ACCでは、切替演算部120は、基本的に目標加速度ATaを目標加速度ATとして出力する。一方、自動運転制御では、切替演算部120は、基本的に目標加速度ATbを目標加速度ATとして出力する。そして、運転制御の切り替えが行われる場合、切替演算部120は、上述のジャーク制限処理を行って目標加速度ATを算出する。
FB演算部130は、目標加速度ATと車両加速度Aとの差分に基づいて、フィードバック演算量AFBを算出する。目標加速度ATは、切替演算部120から出力される。車両加速度Aは、車両に搭載されたセンサによる検出結果から算出される。
駆動力補正部140は、駆動力補正量FCを算出する。駆動力補正は、空気抵抗補正、転がり抵抗補正、クリープ補正、路面勾配補正、等を含む。
車両重量がWである場合、要求制駆動力演算部110によって算出される要求制駆動力FRは、次の式(1)で表される。
式(1):FR=(AT+AFB)×W+FC
配分演算部160は、要求制駆動力FRを実現するために必要な駆動装置60及び制動装置70のそれぞれに対する制御指令値を算出する。そして、配分演算部160は、算出したそれぞれの制御指令値を駆動装置60及び制動装置70に出力する。
図4は、第1の例を説明するためのフローチャートである。図4に示される処理フローは、一定期間毎に繰り返し実行される。第1運転制御から第2運転制御への切替タイミングにおいて(ステップS100;Yes)、処理はステップS200に進む。それ以外の場合(ステップS100;No)、処理はステップS300に進む。
ステップS200において、切替演算部120は、目標加速度ATの切り替えを行う。但し、切替演算部120は、切り替え後の目標加速度ATの初期値を、切り替え前の第1目標加速度AT1に設定する。その後、処理はステップS600に進む。
ステップS300において、切替演算部120は、ジャーク制限処理が行われているか否かを判定する。ジャーク制限処理は、目標加速度ATが第2目標加速度AT2と一致するまで実施される。ジャーク制限処理が行われている最中の場合(ステップS300;Yes)、処理はステップS400に進む。ジャーク制限処理が終了すると(ステップS300;No)、処理はステップS500に進む。
ステップS400において、切替演算部120は、ジャーク制限処理を行って目標加速度ATを算出する。具体的には、切替演算部120は、時間変化率をリミット値以下に制限しながら目標加速度ATを第2目標加速度AT2に近づける。その後、処理はステップS600に進む。
ステップS500において、切替演算部120は、切り替え後の第2目標加速度AT2を目標加速度ATとして出力する。その後、処理はステップS600に進む。
ステップS600において、要求制駆動力演算部110は、目標加速度ATと車両加速度Aに基づいてフィードバック演算量AFBを算出し、上記式(1)に従って要求制駆動力FRを算出する。その後、処理はステップS700に進む。
ステップS700において、配分演算部160は、要求制駆動力FRを実現するために必要な駆動装置60及び制動装置70のそれぞれに対する制御指令値を算出する。そして、配分演算部160は、算出したそれぞれの制御指令値を駆動装置60及び制動装置70に出力する。
3−2.第2の例
図5は、本実施の形態に係る車両走行制御装置100の第2の例を説明するためのブロック図である。上述の第1の例と重複する説明は適宜省略する。
図5は、本実施の形態に係る車両走行制御装置100の第2の例を説明するためのブロック図である。上述の第1の例と重複する説明は適宜省略する。
第2の例では、ACC用の要求制駆動力演算部110aと自動運転制御用の要求制駆動力演算部110bとが別々に設けられている。要求制駆動力演算部110aは、切替演算部120a、FB演算部130a、及び駆動力補正部140aを含んでおり、目標加速度ATaに基づいてACCに要求される要求制駆動力FRaを算出する。要求制駆動力演算部110bは、切替演算部120b、FB演算部130b、及び駆動力補正部140bを含んでおり、自動運転制御に要求される要求制駆動力FRbを算出する。
車両走行制御装置100は、更に、切替部150を有している。切替部150は、要求制駆動力FRaと要求制駆動力FRbのいずれか一方を要求制駆動力FRとして配分演算部160に出力する。具体的には、ACCでは、切替部150は、基本的に、要求制駆動力FRaを要求制駆動力FRとして配分演算部160に出力する。一方、自動運転制御では、切替部150は、基本的に、要求制駆動力FRbを要求制駆動力FRとして配分演算部160に出力する。但し、運転制御の切替タイミングでは、切替部150は次のような処理を行う。
切り替え前の第1運転制御における要求制駆動力FR(FRaとFRbの一方)は、以下「第1要求制駆動力FR1」と呼ばれる。一方、切り替え後の第2運転制御における要求制駆動力FR(FRaとFRbの他方)は、以下「第2要求制駆動力FR2」と呼ばれる。運転制御の切替タイミングにおいて、切替部150は、切り替え前の第1要求制駆動力FR1を要求制駆動力FRとして出力する。これにより、切り替えの前後で要求制駆動力FRを連続させることが可能となる。
図6は、第2の例を説明するためのフローチャートである。第1の例と異なる部分を主に説明し、重複する説明は適宜省略する。第2の例では、ステップS200の後に、ステップS600の代わりにステップS650が行われる。ステップS650の後、処理はステップS700に進む。
ステップS650において、切替部150は、切り替え前の第1要求制駆動力FR1を要求制駆動力FRとして配分演算部160に出力する。また、要求制駆動力演算部110は、第1要求制駆動力FR1を考慮して、フィードバック演算量AFBの調整を行う。
図7を参照して、フィードバック演算量AFBの調整について説明する。図7において、切り替え前のフィードバック演算量AFB及び駆動力補正量FCは、それぞれ、AFB1及びFC1で表されている。同様に、切り替え前のフィードバック演算量AFB及び駆動力補正量FCは、それぞれ、AFB2及びFC2で表されている。上述の通り、切替タイミングにおいて、要求制駆動力FRは、切り替え前の第1要求制駆動力FR1に設定される。それに合わせるためには、切り替えタイミングにおけるフィードバック演算量AFB2は、次の式(2)で表される関係を満たせばよい。
式(2):W×AFB2=FR1−W×AT−FCb
つまり、フィードバック演算量AFB2は、通常のフィードバック制御ではなく、最終的な要求制駆動力FRからフィードフォワード的に演算される。このようにして、切り替えの前後で要求制駆動力FRを連続させることが可能となる。
10 運転支援装置
20 情報取得装置
30 ACCシステム
40 自動運転システム
50 切替判定装置
60 駆動装置
70 制動装置
80 操舵装置
100 車両走行制御装置
110 要求制駆動力演算部
120 切替演算部
130 FB演算部
140 駆動力補正部
150 切替部
160 配分演算部
20 情報取得装置
30 ACCシステム
40 自動運転システム
50 切替判定装置
60 駆動装置
70 制動装置
80 操舵装置
100 車両走行制御装置
110 要求制駆動力演算部
120 切替演算部
130 FB演算部
140 駆動力補正部
150 切替部
160 配分演算部
Claims (1)
- 車両に搭載される運転支援装置であって、
アダプティブクルーズコントロールに要求される目標加速度を算出するACCシステムと、
前記アダプティブクルーズコントロールよりも自動運転レベルの高い自動運転制御に要求される目標加速度を算出する自動運転システムと、
前記目標加速度に基づいて前記車両の走行を制御する車両走行制御装置と、
前記アダプティブクルーズコントロールと前記自動運転制御の一方である第1運転制御から、前記アダプティブクルーズコントロールと前記自動運転制御の他方である第2運転制御への切り替えを行うか否かを判定する切替判定装置と
を備え、
第1目標加速度は、前記第1運転制御に要求される前記目標加速度であり、
第2目標加速度は、前記第2運転制御に要求される前記目標加速度であり、
前記切替判定装置が前記切り替えを行うと判定した場合、前記車両走行制御装置は、前記第1運転制御から前記第2運転制御への切替タイミング以降、時間変化率をリミット値以下に制限しながら前記目標加速度を前記第1目標加速度から前記第2目標加速度に変化させる
運転支援装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017232826A JP2019098972A (ja) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | 運転支援装置 |
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2017
- 2017-12-04 JP JP2017232826A patent/JP2019098972A/ja active Pending
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