JP2021142790A

JP2021142790A - 操舵制御装置

Info

Publication number: JP2021142790A
Application number: JP2020041085A
Authority: JP
Inventors: 由太藤巻; Yuta Fujimaki; 圭介中俣; Keisuke Nakamata
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-09-24

Abstract

【課題】追従走行中に運転者の操舵意思を適切に反映させる。【解決手段】制御装置１０は、目標軌跡に沿って車両１を追従走行させる操舵制御部１４５と、追従走行中に運転者が車両１の操舵を行うと、操舵に関する操舵情報を取得する操舵情報取得部１４２と、取得した操舵情報に基づいて、目標軌跡のオフセット量を求めるオフセット量取得部１４３とを備える。操舵制御部１４５は、求めたオフセット量だけ目標軌跡を変更するように、車両１の操舵制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

車両が自動運転する際に、目標軌跡に沿って走行するように、操舵角を自動で制御する操舵制御装置が知られている。例えば、操舵制御装置は、車線の中央を目標軌跡とするように操舵制御を行う。

特開２００２−３３７７１４号公報

ところで、上記の操舵制御では、例えば追従走行中に運転者がステアリングを一の方向に操舵した場合には、目標軌跡を維持しようとして、一の方向とは逆の方向への操舵トルクが作用する。このため、運転者の操舵意思が反映されにくく、親和性が悪くなるおそれがある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、追従走行中に運転者の操舵意思を適切に反映させることを目的とする。

本発明の一の態様においては、目標軌跡に沿って車両を追従走行させる操舵制御部と、前記追従走行中に運転者が前記車両の操舵を行うと、前記操舵に関する操舵情報を取得する操舵情報取得部と、取得した前記操舵情報に基づいて、前記目標軌跡のオフセット量を求めるオフセット量取得部と、を備え、前記操舵制御部は、求めたオフセット量だけ前記目標軌跡を変更するように、前記車両の操舵制御を行う、操舵制御装置を提供する。

また、前記操舵情報取得部は、前記追従走行中に前記運転者がステアリングの操舵を行うと、前記ステアリングの操舵角に関する情報を取得し、前記オフセット量取得部は、取得した前記操舵角に応じた前記オフセット量を求めることとしてもよい。

また、前記操舵情報取得部は、前記操舵角の大きさと操舵時間とを取得し、前記オフセット量取得部は、取得した前記操舵角の大きさと前記操舵時間の積に応じたオフセット量を求めることとしてもよい。

また、前記オフセット量取得部は、前記積が所定の閾値よりも大きいと、前記オフセット量を求めることとしてもよい。

また、前記操舵情報取得部は、前記追従走行中に前記運転者が前記車両の操舵用の操舵スイッチの操作を行うと、前記操舵スイッチの操作に関する情報を取得し、前記オフセット量取得部は、取得した前記操舵スイッチの操作に応じた前記オフセット量を求めることとしてもよい。

本発明によれば、追従走行中に運転者の操舵意思を適切に反映できるという効果を奏する。

一の実施形態に係る操舵制御装置が搭載された車両１の構成を説明するための模式図である。車両１の車線追従制御時の走行状態を説明するための模式図である。操舵角に応じたオフセット量を説明するための模式図である。車両１の操舵制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。

＜操舵制御装置の構成＞
本発明の一の実施形態に係る操舵制御装置の構成について、図１を参照しながら説明する。

図１は、一の実施形態に係る操舵制御装置が搭載された車両１の構成を説明するための模式図である。車両１は、例えばトラックである。車両１は、追従走行による自動運転が可能である。車両１は、図１に示すように、周囲検出装置２と、操舵検出装置４と、モータ６と、操舵制御装置である制御装置１０とを有する。

周囲検出装置２は、走行中の車両１の周囲の状況を検出する。周囲検出装置２は、ここではカメラを含み、車両１の前方の車線や先行車両を撮像する。周囲検出装置２は、カメラ以外にレーダーを含んでもよい。周囲検出装置２は、検出結果を制御装置１０に出力する。

操舵検出装置４は、運転者の運転操作に基づく車両の操舵を検出する。例えば、操舵検出装置４は、運転者のステアリング操作時の操舵トルクを検出するトルクセンサを有し、検出した操舵トルクから車両の操舵角を求めうる。

モータ６は、例えば、車両１のステアリングシャフトに設けられている。モータ６は、制御装置１０から供給される電力で回転駆動することにより、ステアリングシャフトにトルクを付与して操舵操作を行う。モータ６は、車両１が追従走行する際に、例えば車線に沿って走行するための操舵補助の機能を有する。

制御装置１０は、車両１の走行を制御する。本実施形態では、制御装置１０は、追従走行中に車両１を自動で操舵する。制御装置１０は、例えば車両１の自動運転の際に、道路の車線（具体的には、車線の中央）に沿って走行する車線追従制御、又は先行車両に追従して走行する車両追従制御を行う。

図２は、車両１の車線追従制御時の走行状態を説明するための模式図である。制御装置１０は、追従走行時に、図２に示す車線１００の中央Ｃを目標軌跡にし、車両１が目標軌跡を走行するように操舵を制御する。

ところで、上記の操舵制御では、例えば運転者が追従走行中にステアリングを一の方向に急に操舵させた場合には、目標軌跡（例えば、図２の車線１００の中央Ｃ）を維持しようとして、一の方向とは逆の方向への操舵トルクが作用する。このため、運転者の操舵意思が反映されにくく、親和性が悪くなるおそれがある。
これに対して、本実施形態の制御装置１０は、追従走行中に運転者が意図的に操舵を行う操舵意思を反映するように、詳細は後述するが、運転者の操舵に応じたオフセット量だけ目標軌跡を変更している。この結果、運転者のステアリング操作との親和性が高いものとなる。

制御装置１０は、図１に示すように、記憶部１２と、制御部１４とを有する。
記憶部１２は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。記憶部１２は、制御部１４が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。例えば、記憶部１２は、周囲検出装置２の検出結果（例えば、車両の前方を撮像した前方画像）を記憶する。

制御部１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１４は、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、制御装置１０の動作を制御する。制御部１４は、偏差取得部１４１、操舵情報取得部１４２、オフセット量取得部１４３、目標軌跡設定部１４４及び操舵制御部１４５として機能する。

偏差取得部１４１は、周囲検出装置２の検出結果から、車両１が走行すべき軌跡に対する偏差を取得する。例えば、偏差取得部１４１は、周囲検出装置２が前方の車線を撮像した前方画像から、車両１の車線の中央からの偏差を取得する。偏差取得部１４１は、取得した偏差を、目標軌跡設定部１４４に出力する。

操舵情報取得部１４２は、運転者が車両１の操舵を行うと、操舵に関する操舵情報を取得する。例えば、操舵情報取得部１４２は、運転者がステアリングの操舵を行うと、ステアリングの操舵角に関する情報を取得する。具体的には、操舵情報取得部１４２は、操舵検出装置４が検出したステアリングの操舵角を取得する。

操舵情報取得部１４２は、追従走行中に運転者が車両１を操舵した際の操舵情報を取得する。具体的には、操舵情報取得部１４２は、追従走行中に運転者がステアリングの操舵（回転操作）を行うと、操舵検出装置４が検出したステアリングの操舵角の大きさと操舵時間とを取得する。操舵情報取得部１４２は、取得した操舵情報をオフセット量取得部１４３に出力する。

オフセット量取得部１４３は、取得した操舵情報に基づいて、目標軌跡のオフセット量を求める。例えば、オフセット量取得部１４３は、取得したステアリングの操舵角に対応したオフセット量を求める。オフセット量取得部１４３は、取得した操舵角の大きさに比例したオフセット量を求めてもよい。すなわち、オフセット量取得部１４３は、操舵角が大きくなるに従い、オフセット量も大きくする。ただし、これに限定されず、オフセット量取得部１４３は、取得した操舵角が所定の閾値よりも大きるなる毎に、オフセット量を段階的に追加してもよい。オフセット量取得部１４３は、求めたオフセット量を目標軌跡設定部１４４に出力する。

オフセット量取得部１４３は、取得した操舵角の大きさと操舵時間の積に応じたオフセット量を求めてもよい。例えば、オフセット量取得部１４３は、操舵角の大きさと操舵時間の積が、所定の閾値よりも大きいと、オフセット量を求めてもよい。これにより、運転者によるステアリングの操作態様に適したオフセット量を求めることができる。

図３は、操舵角に応じたオフセット量を説明するための模式図である。ここでは、車両１が、２車線の道路の左側の第１車線１００Ａにおいて目標軌跡Ｌ１に沿って追従走行するものとする。運転者は、追従走行中に右側の第２車線１００Ｂを走行する他の車両との間隔を大きくするために、図３（ａ）に示す矢印方向（左方向）へのステアリング操作を行ったものとする。左方向へのステアリング操作は、操舵検出装置４により検出される。すると、オフセット量取得部１４３は、操舵検出装置４の検出結果から、図３（ｂ）に示すように目標軌跡Ｌ１から左方向へのオフセット量ΔＬを求める。オフセット量ΔＬは、操舵検出装置４が検出した操舵角（操舵トルク）に対応している。

目標軌跡設定部１４４は、車両の目標軌跡を設定する。例えば、目標軌跡設定部１４４は、偏差取得部１４１が取得した偏差に基づいて、車両の目標軌跡を設定する。すなわち、目標軌跡設定部１４４は、偏差がなくなるように、車両の目標軌跡を設定する。

本実施形態では、目標軌跡設定部１４４は、オフセット量取得部１４３がオフセット量を求めた場合には、オフセット量を反映した目標軌跡を算出する。例えば、目標軌跡設定部１４４は、図３（ｂ）に示すように、目標軌跡Ｌ１を、オフセット量ΔＬを反映した目標軌跡Ｌ２に変更する。すなわち、目標軌跡設定部１４４は、運転者の操舵意思を反映した目標軌跡を算出する。このため、仮に車両１が車線の中央を走行している場合に、運転者がステアリングを回転操作させると、回転した方向へ目標軌跡をオフセットさせる。

なお、目標軌跡設定部１４４は、オフセット値が急変しないように、オフセット値の設定を制限してもよい。例えば、目標軌跡設定部１４４は、オフセット量の増加を滑らかに設定してもよい。これにより、オフセット量を反映した目標軌跡に変更になった場合に、車両１を滑らかに操舵することが可能となる。

操舵制御部１４５は、モータ６を制御することにより、車両１の操舵を制御する。操舵制御部１４５は、目標軌跡に沿って車両を走行させるように、車両１の操舵を制御する。操舵制御部１４５は、目標軌跡設定部１４４が設定した目標軌跡に応じた操舵角を求め、求めた操舵角に応じてモータ６を制御する。

操舵制御部１４５は、求めたオフセット量だけ目標軌跡を変更するように、車両１の操舵を制御する。例えば、操舵制御部１４５は、運転者が走行中に左方向へのステアリング操作をした場合には、車線の中心から左方向へ所定量だけオフセットした目標軌跡に沿うように、車両１の操舵角を制御する。

（変形例）
上記では、操舵情報取得部１４２は、操舵情報として、運転者のステアリング操作時の操舵角に関する情報を取得することとしたが、これに限定されない。例えば、操舵情報取得部１４２は、自動運転中に運転者が操舵用の操舵スイッチの操作を行うと、操舵スイッチの操作に関する情報を取得してもよい。ここで、操舵スイッチは、例えば、左方向又は右方向への操舵量を設定可能なトグルスイッチである。運転者は、操舵スイッチを操作することで、ステアリングの代わりに、意図した方向に車両１を操舵可能である。

オフセット量取得部１４３は、取得した操舵スイッチの操作に応じたオフセット量を求める。例えば、オフセット量取得部１４３は、操舵スイッチの操作量（具体的には、一の方向への操舵量を決める操作量）に比例したオフセット量を求める。かかる場合にも、自動運転中の運転者の操舵意思を反映したオフセット量を求めることができる。

＜操舵制御処理の流れ＞
車両１の操舵制御処理の流れについて、図４を参照しながら説明する。

図４は、車両１の操舵制御処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここでは、車両１が追従走行をしているところから開始される（ステップＳ１０２）。例えば、制御装置１０の操舵制御部１４５は、目標軌跡（例えば、車線の中央）に沿った車線追従制御を行う。

追従制御中に運転者が車両１の操舵を行った場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、操舵情報取得部１４２は、運転者の車両１の操舵に関する操舵情報を取得する（ステップＳ１０６）。ここでは、追従走行中に運転者がステアリングを左方向へ操舵したものとする。すると、操舵情報取得部１４２は、ステアリングの左方向への操舵角に関する情報を取得する。

次に、オフセット量取得部１４３は、取得した操舵情報に基づいて、目標軌跡のオフセット量を求める（ステップＳ１０８）。例えば、オフセット量取得部１４３は、取得したステアリングの操舵角に応じたオフセット量を求める。

次に、目標軌跡設定部１４４は、求めたオフセット量だけ目標軌跡を変更する（ステップＳ１１０）。例えば、目標軌跡設定部１４４は、図３（ｂ）に示すように、目標軌跡Ｌ１を、車線の中央から左方向へ所定量ΔＬだけオフセットさせて、目標軌跡Ｌ２に変更する。

次に、操舵制御部１４５は、変更した目標軌跡に沿って、車両１の操舵制御を行う（ステップＳ１１２）。すなわち、操舵制御部１４５は、変更した目標軌跡に沿うようにモータ６を制御して、車両１を変更後の目標軌跡に追従走行させる。
制御装置１０は、車両１が追従走行を行っている間、上述した処理を継続して行い、目標軌跡を変更する。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の制御装置１０は、追従走行中に運転者が車両１の操舵を行うと、当該操舵に対応した目標軌跡のオフセット量を求める。そして、制御装置１０は、求めたオフセット量だけ目標軌跡を変更するように、車両１の操舵制御を行う。
これにより、追従走行中に運転者が意図的に一の方向への操舵を行うと、一の方向へ目標軌跡をオフセット量だけ変更する。このため、当初の目標軌跡を維持すべく逆方向への操舵トルクが発生することを抑制でき、運転者の車両１の操舵との親和性を高められる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１車両
１０制御装置
１４２操舵情報取得部
１４３オフセット量取得部
１４５操舵制御部

Claims

目標軌跡に沿って車両を追従走行させる操舵制御部と、
前記追従走行中に運転者が前記車両の操舵を行うと、前記操舵に関する操舵情報を取得する操舵情報取得部と、
取得した前記操舵情報に基づいて、前記目標軌跡のオフセット量を求めるオフセット量取得部と、
を備え、
前記操舵制御部は、求めたオフセット量だけ前記目標軌跡を変更するように、前記車両の操舵制御を行う、
操舵制御装置。
前記操舵情報取得部は、前記追従走行中に前記運転者がステアリングの操舵を行うと、前記ステアリングの操舵角に関する情報を取得し、
前記オフセット量取得部は、取得した前記操舵角に応じた前記オフセット量を求める、
請求項１に記載の操舵制御装置。
前記操舵情報取得部は、前記操舵角の大きさと操舵時間とを取得し、
前記オフセット量取得部は、取得した前記操舵角の大きさと前記操舵時間の積に応じたオフセット量を求める、
請求項２に記載の操舵制御装置。
前記オフセット量取得部は、前記積が所定の閾値よりも大きいと、前記オフセット量を求める、
請求項３に記載の操舵制御装置。
前記操舵情報取得部は、前記追従走行中に前記運転者が前記車両の操舵用の操舵スイッチの操作を行うと、前記操舵スイッチの操作に関する情報を取得し、
前記オフセット量取得部は、取得した前記操舵スイッチの操作に応じた前記オフセット量を求める、
請求項１に記載の操舵制御装置。