JP6673299B2 - 操舵支援装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ドライバの操舵操作を支援する操舵支援装置に関する。
従来から、車両に搭載され、ドライバの操舵操作を支援する制御を実行する操舵支援装置が知られている(特許文献1参照)。操舵操作を支援する制御(以下、「操舵支援制御」とも称する。)には、例えば、車線維持支援制御(Lane Tracing Assist control。以下、「LTA」とも称する。)や車線変更支援制御(Lane Changing Assist control。以下、「LCA」とも称する。)等がある。LTAは、車線に対する車両の相対的な位置関係を含む車線情報に基づいて、車両の走行位置が車線内の車線幅方向の所定位置に維持されるように操舵操作を支援する制御である。LCAは、上記車線情報に基づいて、車両が現在走行している元車線から当該元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように操舵操作を支援する制御である。以下、操舵支援装置が搭載された車両を「自車両」とも称する。
より具体的には、LTAやLCA等の操舵支援制御では、ヨー角(車線の形成方向と自車両の向いている方向とがなす角)が目標ヨー角に一致するように転舵輪の舵角が制御される。尚、LTAにおける目標ヨー角は0°である。
特開2009−274594号公報
これらの操舵支援制御は、あくまでも自車両のドライバの操舵操作を支援(補助)する制御であり、自動運転制御とは異なる。このため、操舵支援制御の実行中は、原則として、ドライバが操舵ハンドルを保持することが要求される。しかしながら、ドライバが操舵支援制御を過信して、操舵支援制御の実行中であるにも関わらず操舵ハンドルを保持しない場合がある。
そこで、LTAの実行中においてドライバが操舵ハンドルを保持していない状態(以下、「手放し状態」と称する。)が継続している時間(以下、「手放し継続時間」と称する。)が所定時間以上となった場合にLTAを停止する構成が採用されている。この構成によれば、手放し継続時間が所定時間以上になってLTAが停止され、その結果、LTAが適切に行われていないことにドライバが気付いた場合(例えば、ヨー角が明らかに0°ではない状態が継続している場合)、ドライバは操舵ハンドルを保持するようになる。即ち、この構成を採用することにより、LTAの実行中においてドライバに操舵ハンドルの保持を促すことができる。このため、「ドライバが操舵支援制御を過信して、LTAの実行中であるにも関わらず操舵ハンドルを保持しない」という事態の発生を抑制することができる。
しかしながら、上記の構成をLCAに適用すると、以下の問題が発生する。即ち、例えば、自車両が「元車線と目標車線との境界となる白線」を越えている最中(即ち、ヨー角がゼロでない値(即ち、ノンゼロ値)の場合)に手放し継続時間が所定時間以上になってLCAが停止される場合を考える。この場合、自車両はLCAが停止された時点におけるノンゼロ値のヨー角を維持しながら走行を継続する。しかしながら、LCAはそもそも車線を変更することを支援する制御であり、当該制御の実行中においては、自車両がノンゼロ値のヨー角で走行することは特に不自然ではない。このため、ドライバはLCAが実行されているのか停止されているのか判別できず(即ち、LCAが停止されているにも関わらずLCAが実行中であると誤認し)、結果として、ドライバが気付かないまま目標車線を逸脱してしまい、適切に車線変更できない可能性がある。
本発明は、上述した問題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、操舵支援制御の実行中にドライバに操舵ハンドルを保持することを促すことによりドライバが操舵支援制御を過信することを抑制しつつ、LCAによって適切に車線変更することが可能な操舵支援装置を提供することにある。
本発明による1つ目の操舵支援装置(以下、「第1発明装置」とも称する。)は、車両に適用され、
車線を認識して、前記車線に対する車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する車線認識手段(12)と、
前記車線情報に基づいて車両の走行位置が車線内の車線幅方向の所定位置に維持されるように前記車両の転舵輪の舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線維持支援制御と、前記車線情報に基づいて車両が現在走行している元車線から当該元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように前記舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線変更支援制御と、を実行する操舵支援制御手段(10、20)と、
前記車両のドライバが操舵ハンドルを保持していない状態である手放し状態を検出する手放し検出手段(42)と、
前記車線維持支援制御又は前記車線変更支援制御の実行中において前記手放し状態が継続している時間である手放し継続時間を計測し、当該手放し継続時間が所定の第1時間(tu)以上であるという第1手放し条件が成立しているか否か、及び、当該手放し継続時間が前記第1時間よりも短い所定の第2時間以上であるという第2手放し条件が成立しているか否か、を判定する手放し判定手段(S626、S610、S618)と、を備え、
前記操舵支援制御手段(10、20)は、
前記車線維持支援制御の実行中においては、前記第2手放し条件が成立したと判定された場合に(S610:Yes)前記ドライバへの音、表示及び振動の少なくとも一つによる警告を行い(S624)、前記第1手放し条件が成立したと判定された場合に(S626:Yes)前記車線維持支援制御を停止し(S628)、
前記車線変更支援制御の実行中においては、前記第2手放し条件が成立したと判定された場合に(S618:Yes)前記ドライバへの音、表示及び振動の少なくとも一つによる警告を行う一方で(S622)、前記手放し継続時間に関わらず前記車線変更支援制御の完了条件が成立するまで(S620:Yes)前記車線変更支援制御を継続する、
ように構成されている。
第1発明装置は、車線認識手段と、操舵支援制御手段と、手放し検出手段と、手放し判定手段と、を備える。
車線認識手段は、車線を認識して、車線に対する車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する。車線は、例えば、白線によって区画される領域である。従って、車線を認識することによって、車線に対する車両の相対的な位置関係を取得することができる。
操舵支援制御手段は、車線維持支援制御(LTA)及び車線変更支援制御(LCA)を実行する。
LTAは、車線情報に基づいて車両の走行位置が車線内の車線幅方向の所定位置に維持されるように車両の転舵輪の舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する制御である。尚、「車線幅方向の所定位置」とは、車線幅方向の中央位置から0以上の所定距離だけ車線幅方向にオフセットさせた位置であり、車両の走行位置が当該位置に位置したときに車両が車線からはみ出ることがないような位置である。
LCAは、車線情報に基づいて車両が現在走行している元車線から当該元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように車両の転舵輪の舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する制御である。
手放し検出手段は、車両のドライバが操舵ハンドルを保持していない状態である手放し状態を検出する。
手放し判定手段は、「LTA又はLCAの実行中において手放し状態が継続している時間」である手放し継続時間が所定の第1時間以上であるという第1手放し条件が成立したか否か、及び、当該手放し継続時間が第1時間よりも短い所定の第2時間以上であるという第2手放し条件が成立したか否か、を判定する。尚、第1時間及び第2時間は、それぞれ車速に関する変数であってもよい。
第1発明装置では、手放し継続時間が、LTAの実行中だけではなく、LCAの実行中にも計測される。そして、操舵支援制御手段は、LCAの実行中に第2手放し条件が成立したと判定された場合にはドライバへの音、表示及び振動の少なくとも一つによる警告を行う一方で、警告後に手放し状態が継続したとしても、手放し継続時間に関わらずLCAの完了条件が成立するまで(即ち、最後まで)LCAを継続する。このように、LCAの実行中にも手放し継続時間を計測し、第2手放し条件の成立時には警告を行うことにより、LCAの実行中においてもドライバに操舵ハンドルの保持を促すことができる。一方で、手放し継続時間に関わらず(即ち、例えば、LCAの実行中に警告が行われてもドライバが操舵ハンドルを保持せず、その結果、手放し継続時間が増加したとしても)、LCAを停止せずに最後まで継続することにより、LCAが途中で停止されることがなくなるため、LCAの停止に起因して車両が目標車線を逸脱してしまうことを防止できる。従って、第1発明装置の構成によれば、操舵支援制御の実行中にドライバに操舵ハンドルを保持することを促すことによりドライバが操舵支援制御を過信することを抑制しつつ、LCAによって適切に車線変更することができる。
加えて、第1発明装置では、操舵支援制御手段は、LTAの実行中に第2手放し条件が成立したと判定された場合はドライバへ警告を行う。当該警告を契機としてドライバが操舵ハンドルを保持した場合、手放し状態が解消される。このため、LTAの実行中においては、手放し状態が第1時間(第2時間よりも長い時間)以上継続する可能性を低減できる。即ち、「第1手放し条件が成立してLTAが停止される」事態の発生を抑制できる。この結果、LTAを安定して実行することができる。
本発明の一側面の操舵支援装置では、
前記操舵支援制御手段(10、20)は、前記車線変更支援制御を、所定の第1開始条件が成立したとき(S612:Yes)に開始するように構成され、
前記第1開始条件は、前記車線維持支援制御が実行されていることを含み、
前記第1開始条件が成立した場合、前記車線維持支援制御に代わって前記車線変更支援制御が開始される。
この構成によれば、LTAが実行されていないときはLCAの第1開始条件が成立しないため、LCAを開始することができない。即ち、LTAの実行中に第1手放し条件が成立したと判定されてLTAが停止された場合、LCAを開始することができない。このため、ドライバがLCAの実行を望む場合、ドライバは、LTAが停止されない(即ち、第1手放し条件が成立しない)ようにするため、操舵ハンドルを保持するようになる(厳密には、手放し継続時間が第1時間以上とならない程度に操舵ハンドルを保持するようになる)。このため、LTAの実行中にドライバに操舵ハンドルの保持を促すことができる。
本発明の一側面の操舵支援装置では、
前記第1開始条件は、更に、前記警告の実行中ではないことを含む。
この構成によれば、LTAが実行されていても、手放し状態が第2時間以上継続してドライバへ警告が行われているときは、LCAの第1開始条件が成立しないため、LCAを開始することができない。このため、ドライバがLCAの実行を望む場合、ドライバは、警告が行われない(即ち、第2手放し条件が成立しない)ようにするため、操舵ハンドルを保持するようになる(厳密には、手放し継続時間が第2時間以上とならない程度に操舵ハンドルを保持するようになる)。このため、LTAの実行中においてドライバに操舵ハンドルの保持をより確実に促すことができる。
本発明による2つ目の操舵支援装置(以下、「第2発明装置」とも称する。)は、車両に適用され、
車線を認識して、前記車線に対する車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する車線認識手段(12)と、
前記車線情報に基づいて車両の走行位置が車線内の車線幅方向の所定位置に維持されるように前記車両の転舵輪の舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線維持支援制御と、前記車線情報に基づいて車両が現在走行している元車線から当該元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように前記舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線変更支援制御と、を実行する操舵支援制御手段(10、20)と、
前記車両のドライバが操舵ハンドルを保持していない状態である手放し状態を検出する手放し検出手段(42)と、
前記車線維持支援制御又は前記車線変更支援制御の実行中において前記手放し状態が継続している時間である手放し継続時間を計測し、当該手放し継続時間が所定の第1時間(tu)以上であるという第1手放し条件が成立しているか否かを判定する手放し判定手段(S626)と、を備え、
前記操舵支援制御手段(10、20)は、
前記車線維持支援制御の実行中においては前記第1手放し条件が成立したと判定された場合に(S626:Yes)前記車線維持支援制御を停止し(S628)、
前記車線変更支援制御の実行中においては前記手放し継続時間に関わらず前記車線変更支援制御の完了条件が成立するまで前記車線変更支援制御を継続し、前記車線変更支援制御の完了条件が成立した時点(S620:Yes)にて前記第1手放し条件が成立していると判定された場合には(S626:Yes)前記車線維持支援制御を実行しない(S628)、
ように構成されている。
第2発明装置では、操舵支援制御手段は、LCAの実行中においては、手放し継続時間に関わらず、LCAの完了条件が成立するまでLCAを継続する。即ち、LCAの実行中においては、「手放し継続時間に基づいてLCAを停止することによりドライバに操舵ハンドルの保持を促すこと」よりも「LCAを最後まで(LCAの完了条件が成立するまで)継続すること」を優先する。加えて、操舵支援制御手段は、LCAの完了条件が成立した時点にて第1手放し条件が成立していないと判定された場合にはLTAを実行するが、当該時点にて第1手放し条件が成立していると判定された場合にはLTAを実行しない。後者の場合、ドライバはLTAが実行されないことに気付いて操舵ハンドルを保持するようになる。このため、この構成によれば、LCAの実行中に車両が目標車線を逸脱してしまうことを抑制しながら、LCAの実行中に第1手放し条件が成立していた場合には、ドライバに操舵ハンドルの保持を比較的に早いタイミング(即ち、LCAの完了条件が成立したタイミング)で促すことができる。従って、第2発明装置によれば、操舵支援制御の実行中はドライバに操舵ハンドルの保持を促すことによりドライバが操舵支援制御を過信することを抑制しつつ、LCAによって適切に車線変更することができる。
上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成要件に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
本発明の実施形態に係る操舵支援装置の概略構成図である。 周辺センサ及びカメラセンサの取付位置を表した平面図である。 車線関連車両情報を説明するための図である。 ウインカーレバーの作動を説明するための図である。 目標軌道を表す図である。 本実施装置の運転支援ECU10のCPUが実行する操舵支援ルーチンを示すフローチャートである。 本実施装置の運転支援ECU10のCPUが実行する手放し継続時間計測ルーチンを示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態に係る操舵支援装置(以下、本実施装置とも称する。)について図面を参照しながら説明する。本実施装置は、車両(以下において、他の車両と区別するために、「自車両」と称呼される場合がある。)に適用され、図1に示すように、運転支援ECU10、電動パワーステアリングECU20、メータECU30、ステアリングECU40、エンジンECU50、ブレーキECU60、及び、ナビゲーションECU70を備えている。
これらのECUは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置(Electric Control Unit)であり、CAN(Controller Area Network)100を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。本明細書において、マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ及びインターフェースI/F等を含む。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ようになっている。これらのECUは、幾つか又は全部が一つのECUに統合されてもよい。
CAN100には、車両状態を検出する複数種類の車両状態センサ80、及び、運転操作状態を検出する複数種類の運転操作状態センサ90が接続されている。車両状態センサ80は、車両の走行速度を検出する車速センサ、車両の前後方向の加速度を検出する前後Gセンサ、車両の横方向の加速度を検出する横Gセンサ、及び、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサなどである。
運転操作状態センサ90は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量センサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量センサ、ブレーキペダルの操作の有無を検出するブレーキスイッチ、操舵角を検出する操舵角センサ、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ、及び、変速機のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサなどである。
車両状態センサ80、及び、運転操作状態センサ90によって検出された情報(センサ情報と呼ぶ)は、CAN100に送信される。各ECUにおいては、CAN100に送信されたセンサ情報を、適宜、利用することができる。尚、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CAN100に送信されてもよい。
運転支援ECU10は、ドライバの運転支援を行う中枢となる制御装置であって、車線変更支援制御(LCA)、車線維持支援制御(LTA)、及び、追従車間距離制御(Adaptive Cruise Control。以下、「ACC」とも称する。)を実行する。運転支援ECU10には、図2に示すように、中央前方周辺センサ11FC、右前方周辺センサ11FR、左前方周辺センサ11FL、右後方周辺センサ11RR、及び、左後方周辺センサ11RLが接続される。各周辺センサ11FC,11FR,11FL,11RR,11RLは、レーダセンサであり、その検出領域が互いに異なるだけで、基本的には、互いに同じ構成である。以下、各周辺センサ11FC,11FR,11FL,11RR,11RLを個々に区別する必要が無い場合には、それらを周辺センサ11と呼ぶ。尚、LCA及びLTAはドライバの操舵操作を支援する制御であるため、LCAとLTAとをあわせて「操舵支援制御」と総称する。
周辺センサ11は、レーダ送受信部と信号処理部(図示略)とを備えており、レーダ送受信部が、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、歩行者、自転車、建造物など)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、送信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送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度、自車両に対する立体物の相対位置(方向)等を表す情報(以下、周辺情報と呼ぶ)を所定時間の経過毎に取得して運転支援ECU10に供給する。この周辺情報によって、自車両と立体物との距離における前後方向成分と横方向成分、及び、自車両と立体物との相対速度における前後方向成分と横方向成分とを検出することができる。
図2に示すように、中央前方周辺センサ11FCは、車体のフロント中央部に設けられ、自車両の前方領域に存在する立体物を検出する。右前方周辺センサ11FRは、車体の右前コーナー部に設けられ、主に自車両の右前方領域に存在する立体物を検出し、左前方周辺センサ11FLは、車体の左前コーナー部に設けられ、主に自車両の左前方領域に存在する立体物を検出する。右後方周辺センサ11RRは、車体の右後コーナー部に設けられ、主に自車両の右後方領域に存在する立体物を検出し、左後方周辺センサ11RLは、車体の左後コーナー部に設けられ、主に自車両の左後方領域に存在する立体物を検出する。
また、運転支援ECU10には、カメラセンサ12が接続されている。カメラセンサ12は、カメラ部、及び、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を認識するレーン認識部を備えている。カメラセンサ12(カメラ部)は、自車両の前方の風景を撮影する。カメラセンサ12(レーン認識部)は、認識した白線に関する情報を所定の演算周期が経過する毎に運転支援ECU10に供給する。
カメラセンサ12は、白線で区画される領域を表す車線を認識するとともに、白線と自車両との位置関係に基づいて、車線に対する自車両の相対的な位置関係を検出できるようになっている。ここで、自車両の位置とは、自車両の重心位置であるが、自車両の平面視における中心位置であってもよい。後述する自車両の横位置とは、自車両の重心位置の車線幅方向における位置を表し、自車両の横速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における速度を表し、自車両の横加速度は、自車両の重心位置の車線幅方向における加速度を表す。これらは、カメラセンサ12によって検出される白線と自車両との相対位置関係によって求められる。
カメラセンサ12は、図3に示すように、自車両の走行している車線における左右の白線WLの幅方向の中心位置となる車線中心ラインCLを決定する。この車線中心ラインCLは、後述するLTAにおける目標走行ラインとして利用される。更に、カメラセンサ12は、車線中心ラインCLのカーブの曲率Cuを演算する。尚、本実施形態においては、目標走行ラインは、車線中心ラインCLであるが、車線中心ラインCLから所定距離だけ車線幅方向にオフセットさせたラインを採用することもできる。
また、カメラセンサ12は、左右の白線WLで区画される車線における自車両の位置及び向きを演算する。例えば、カメラセンサ12は、図3に示すように、自車両Cの重心点Pと車線中心ラインCLとのあいだの車線幅方向の距離Dy[m]、つまり、自車両Cが車線中心ラインCLに対して車線幅方向にずれている距離Dyを演算する。この距離Dyを横偏差Dyと呼ぶ。また、カメラセンサ12は、車線中心ラインCLの方向と自車両Cの向いている方向とがなす角度θy[rad]を演算する。この角度θyをヨー角θyと呼ぶ。車線がカーブしている場合には、車線中心ラインCLもカーブしているため、ヨー角θyは、このカーブした車線中心ラインCLを基準として、自車両Cの向いている方向がずれている角度を表す。以下、曲率Cu、横偏差Dy、及び、ヨー角θyを表す情報(Cu、Dy、θy)を車線関連車両情報と呼ぶ。尚、横偏差Dy及びヨー角θyについては、車線中心ラインCLに対する左右方向が、符号(正負)によって特定される。また、曲率Cuについては、カーブの曲がる方向(右または左)が符号(正負)によって特定される。
更に、カメラセンサ12は、自車両の車線に限らず隣接する車線も含めて、検出した白線の種類(実線、破線)、隣り合う左右の白線間の距離(車線幅)、白線の形状など、白線に関する情報についても、所定の演算周期が経過する毎に運転支援ECU10に供給する。白線が実線の場合は、車両がその白線を跨いで車線変更することは禁止されている。一方、白線が破線(一定の間隔で断続的に形成されている白線)の場合は、車両がその白線を跨いで車線変更することは許可されている。こうした車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)、及び、白線に関する情報を総称して車線情報と呼ぶ。
尚、本実施形態においては、カメラセンサ12が車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)を演算するが、それに代えて、運転支援ECU10が、カメラセンサ12の出力する画像データを解析して、車線情報を取得するようにしてもよい。
図1に示すように、運転支援ECU10には、ブザー(警報音発生装置、警報装置)13が接続されている。ブザー13は、運転支援ECU10からのブザー鳴動信号を受信した時に鳴動する。運転支援ECU10は、ドライバに対して運転支援状況を知らせる場合、及び、ドライバに対して警告を行う(注意喚起する)場合等においてブザー13を鳴動させる。
また、ブザー13に代えて、或いは、加えて、ドライバに警告用(注意喚起用)の振動を伝えるバイブレータ(警報装置)を設けてもよい。例えば、バイブレータは、操舵ハンドル及び/又はシートに設けられ、操舵ハンドル及び/又はシートを振動させることにより、ドライバへの警告を行う。
また、ブザー13に代えて、或いは、加えて、ドライバに警告用(注意喚起用)のメッセージを表示する表示器(警報装置)を設けてもよい。
運転支援ECU10は、周辺センサ11から供給された周辺情報、カメラセンサ12の白線認識に基づいて得られた車線情報、車両状態センサ80により検出された車両状態、及び、運転操作状態センサ90により検出された運転操作状態等に基づいて、ACC、LTA、及び、LCAを実施する。
運転支援ECU10には、ドライバによって操作される設定操作器14が接続されている。設定操作器14は、ACC、LTA及びLCAのそれぞれについて実施するか否かについての設定等を行うための操作器である。運転支援ECU10は、設定操作器14の設定信号を入力して、各制御の実施の有無を決定する。設定操作器14は、ACCの実施が選択されていない場合、LTA及びLCAについても実施されないように自動設定される。加えて、設定操作器14は、LTAの実施が選択されていない場合、LCAについても実施されないように自動設定される。
電動パワーステアリングECU20は、電動パワーステアリング装置の制御装置である。以下、電動パワーステアリングECU20をEPS・ECU(Electric Power Steering ECU)20と呼ぶ。EPS・ECU20は、モータドライバ21に接続されている。モータドライバ21は、転舵用モータ22に接続されている。転舵用モータ22は、図示しない車両の「操舵ハンドル、操舵ハンドルに連結されたステアリングシャフト及び操舵用ギア機構等を含むステアリング機構」に組み込まれている。EPS・ECU20は、ステアリングシャフトに設けられた操舵トルクセンサによって、ドライバが操舵ハンドル(図示略)に入力した操舵トルクを検出し、この操舵トルクに基づいて、モータドライバ21の通電を制御して、転舵用モータ22を駆動する。転舵用モータ22が駆動されると、図示しない自車両の転舵輪の舵角が変更される(転舵輪が転舵される)。このアシストモータの駆動によってステアリング機構に操舵トルクが付与されて、ドライバの操舵操作をアシストする。
加えて、EPS・ECU20は、CAN100を介して運転支援ECU10から操舵指令を受信した場合には、操舵指令で特定される制御量で転舵用モータ22を駆動して操舵トルクを発生させる。この操舵トルクは、上述したドライバの操舵操作(ハンドル操作)を軽くするために付与される操舵アシストトルクとは異なり、ドライバの操舵操作を必要とせずに、運転支援ECU10からの操舵指令によってステアリング機構に付与されるトルクを表す。このトルクにより、自車両の転舵輪の舵角が変更される(転舵輪が転舵される)。
尚、EPS・ECU20は、運転支援ECU10から操舵指令を受信しても、ドライバの操舵ハンドル操作による操舵トルクが検出された場合、その操舵トルクが閾値よりも大きいときは、ドライバの操舵ハンドル操作を優先して、当該操作を軽くする操舵アシストトルクを発生させる。
メータECU30は、表示器31、及び、左右のウインカー32(ウインカーランプを意味する。ターンランプと呼ばれることもある。)に接続されている。表示器31は、例えば、運転席の正面に設けられたマルチインフォーメーションディスプレイであって、車速等のメータ類の計測値の表示に加えて、各種の情報を表示する。例えば、メータECU30は、運転支援ECU10から運転支援状態に応じた表示指令を受信すると、その表示指令で指定された画面を表示器31に表示させる。尚、表示器31としては、マルチインフォーメーションディスプレイに代えて、或いは、加えて、ヘッドアップディスプレイ(図示略)を採用することもできる。
加えて、メータECU30は、ウインカー駆動回路(図示略)を備えており、CAN100を介してウインカー点滅指令を受信した場合には、ウインカー点滅指令で指定された方向(右、左)のウインカー32を点滅させる。メータECU30は、ウインカー32を点滅させている間、ウインカー32が点滅状態であることを表すウインカー点滅情報をCAN100に送信する。従って、他のECUは、ウインカー32の点滅状態を把握することができる。
ステアリングECU40は、ウインカーレバー41、及び、手放しセンサ42に接続されている。ウインカーレバー41は、ウインカー32を作動(点滅)させるための操作器であり、ステアリングコラムに設けられている。ウインカーレバー41は、左回り操作方向、及び、右回り操作方向のそれぞれについて、支軸周りに2段の操作ストロークにて揺動可能に設けられる。
本実施形態のウインカーレバー41は、ドライバがLCAを要求する操作器としても兼用されている。ウインカーレバー41は、図4に示すように、支軸Oを中心として左回り操作方向、及び、右回り操作方向のそれぞれについて、中立位置PNから第1角度θW1回動した位置である第1ストローク位置P1L(P1R)と、中立位置PNから第2角度θW2(>θW1)回動した位置である第2ストローク位置P2L(P2R)とに選択的に操作可能に構成される。ウインカーレバー41は、ドライバのレバー操作によって第1ストローク位置P1L(P1R)に移動されている場合、ドライバのレバー操作力が解除されると中立位置PNに戻るようになっている。更に、ウインカーレバー41は、ドライバのレバー操作によって第2ストローク位置P2L(P2R)に移動されている場合、レバー操作力が解除されても、ロック機構によりその第2ストローク位置P2L(P2R)に保持されるようになっている。また、ウインカーレバー41は、第2ストローク位置P2L(P2R)に保持されている状態で、操舵ハンドルが逆回転して中立位置に戻された場合、或いは、ドライバがウインカーレバー41を中立位置方向に戻す操作した場合に、ロック機構によるロックが解除されて中立位置PNに戻されるようになっている。
ウインカーレバー41は、その位置が第1ストローク位置P1L(P1R)にある場合にのみオンする(オン信号を発生する)第1スイッチ411L(411R)と、その位置が第2ストローク位置P2L(P2R)にある場合にのみオンする(オン信号を発生する)第2スイッチ412L(412R)とを備えている。
ステアリングECU40は、第1スイッチ411L(411R)、及び、第2スイッチ412L(412R)からのオン信号の有無に基づいて、ウインカーレバー41の操作状態を検出する。ステアリングECU40は、ウインカーレバー41が、第1ストローク位置P1L(P1R)に倒されている状態、及び、第2ストローク位置P2L(P2R)に倒されている状態のそれぞれにおいて、その操作方向(左右)を表す情報を含めたウインカー点滅指令をメータECU30に対して送信する。
加えて、ステアリングECU40は、ウインカーレバー41が、第1ストローク位置P1L(P1R)に、予め設定された設定時間(車線変更要求確定時間:例えば、1秒)以上継続して保持されたことを検出した場合、運転支援ECU10に対して、その操作方向(左右)を表す情報を含むLCA要求信号を出力する。従って、ドライバは、運転中に、LCAを受けたい場合には、ウインカーレバー41を、車線変更方向の第1ストローク位置P1L(P1R)に倒し、その状態を設定時間以上保持すればよい。こうした操作をLCA要求操作と呼ぶ。
尚、本実施形態においては、ドライバがLCAを要求する操作器としてウインカーレバー41を用いているが、それに代えて、専用のLCA要求操作器を操舵ハンドル等に設けてもよい。
手放しセンサ42は、操舵ハンドルの内部に設けられた静電容量センサである。手放しセンサ42は、ドライバが操舵ハンドルを保持しているときの静電容量と、操舵ハンドルを保持していないときとの静電容量と、を検出することにより、ドライバが操舵ハンドルを保持していない状態(以下、「手放し状態」とも称する。)を検出する。手放しセンサ42は、手放し状態を検出した場合、手放し状態が発生していることを表す手放し検出信号をCAN100を介して運転支援ECU10に送信する。
運転支援ECU10は、手放しセンサ42から手放し検出信号が送信され始めたとき、計時タイマtn(初期値:ゼロ)を起動して手放し検出信号が送信される時間のカウントアップを開始する。このカウントアップは、操舵支援制御(LTA、LCA)が実行されているときにのみ行われる。即ち、運転支援ECU10は、操舵支援制御が実行されていないときは、手放しセンサ42から手放し検出信号が送信されても、カウントアップを行わない。
手放し検出信号の送信が停止した場合(即ち、ドライバが操舵ハンドルを保持した場合)、運転支援ECU10は、計時タイマtnの値をリセットする。即ち、計時タイマtnの値は、「操舵支援制御の実行中に手放し状態が継続している時間」を表す。以下では、この時間を「手放し継続時間」とも称する。一方、運転支援ECU10は、手放し検出信号が送信されている最中(即ち、カウントアップの最中)に操舵支援制御が停止した場合、計時タイマtnの値をリセットせずに、操舵支援制御が停止した時点の値を保持する。この計時タイマtnの値は、手放し検出信号の送信が停止されるまで(即ち、計時タイマtnの値がリセットされるまで)保持される。また、計時タイマtnの値は、エンジンスイッチがオフされた時点でリセットされる。尚、本実施形態においては、手放しセンサ42として静電容量センサを用いたが、静電容量センサに代えて、例えば操舵トルクセンサを用いてもよい。或いは、車室内に運転者を撮影するカメラを設け、カメラの撮影画像に基づいて手放し状態を検出する構成を採用してもよい。
尚、運転支援ECU10は、操舵支援制御の種類別に手放し継続時間を計測するのではなく、操舵支援制御が実行されている期間において操舵支援制御の種類によらず手放し継続時間を計測する。即ち、運転支援ECU10が手放し継続時間を計測している途中で操舵支援制御の種類が切り替えられたとしても(即ち、LTAからLCAへ又はその逆へと操舵支援制御が切り替えられた場合であっても)、手放し継続時間をリセットせずに計測を続ける。
図1に戻って説明を続ける。エンジンECU50は、エンジンアクチュエータ51に接続されている。エンジンアクチュエータ51は内燃機関52の運転状態を変更するためのアクチュエータである。エンジンECU50は、エンジンアクチュエータ51を駆動することによって、内燃機関52が発生するトルクを変更することにより、自車両の駆動力を制御し加速状態(加速度)を変更することができる。
ブレーキECU60は、ブレーキアクチュエータ61に接続されている。ブレーキアクチュエータ61は、ブレーキECU60からの指示に応じてブレーキキャリパ62bに内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整し、その油圧によりブレーキパッドをブレーキディスク62aに押し付けて摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキECU60は、ブレーキアクチュエータ61を制御することによって、自車両の制動力を制御して減速状態(減速度)を変更することができる。
ナビゲーションECU70は、自車両の現在位置を検出するためのGPS信号を受信するGPS受信機71、地図情報等を記憶した地図データベース72、及び、タッチパネル(タッチパネル式ディスプレイ)73を備えている。ナビゲーションECU70は、GPS信号に基づいて現時点の自車両の位置を特定するとともに、自車両の位置及び地図データベース72に記憶されている地図情報等に基づいて各種の演算処理を行い、タッチパネル73を用いて経路案内を行う。
地図データベース72に記憶されている地図情報には、道路情報が含まれている。道路情報には、その道路の位置及び形状を示すパラメータ(例えば、道路の曲率半径又は曲率、道路の車線幅、車線数、各車線の中央ラインの位置など)が含まれている。また、道路情報には、自動車専用道路であるか否かを区別することができる道路種別情報等も含まれている。
<運転支援ECU10の行う制御処理>
次に、運転支援ECU10の行う制御処理について説明する。運転支援ECU10は、ACC、LTA及びLCAを実行する。このため、先ず、これらの制御について説明する。
[ACC(追従車間距離制御)]
ACCは、周辺情報に基づいて、自車両の前方を走行している先行車が存在する場合には、その先行車と自車両との車間距離を所定の距離に維持しながら、自車両を先行車に追従させ、先行車が存在しない場合には、自車両を設定車速にて定速走行させる制御である。ACC自体は周知である(例えば、特開2014−148293号公報、特開2006−315491号公報、特許第4172434号明細書、及び、特許第4929777号明細書等を参照。)。従って、以下、簡単に説明する。
運転支援ECU10は、設定操作器14の操作によってACCが要求されている場合、ACCを実行する。運転支援ECU10は、ACCが要求されている場合、周辺センサ11から供給される周辺情報に基づいて追従対象車両を選択する。例えば、運転支援ECU10は、予め定められた追従対象車両エリア内に他車両が存在するか否かを判定する。
運転支援ECU10は、他車両が追従対象車両エリア内に所定時間以上に亘って存在する場合、その他車両を追従対象車両として選択し、自車両が追従対象車両に対して所定の車間距離を維持しながら追従するように目標加速度を設定する。運転支援ECU10は、追従対象車両エリア内に他車両が存在しない場合、自車両の車速が設定車速に一致するように、設定車速と検出車速(車速センサによって検出される車速)とに基づいて目標加速度を設定する。
運転支援ECU10は、自車両の加速度が目標加速度に一致するように、エンジンECU50を用いてエンジンアクチュエータ51を制御するとともに、必要に応じてブレーキECU60を用いてブレーキアクチュエータ61を制御する。尚、ACC中にドライバによるアクセル操作が行われ、当該アクセル操作に基づく要求加速度が目標加速度を超えた場合、アクセル操作が優先され(アクセルオーバーライド)、ACCは行われない。ACCは、アクセルオーバーライドの終了後に自動的に再開される。
以上が、ACCの概要である。
[LTA(車線維持支援制御)]
LTAは、自車両の位置が「その自車両が走行している車線」内の目標走行ライン付近に維持されるように、操舵トルクをステアリング機構に付与してドライバの操舵操作(車線維持操作)を支援する制御である。LTA自体は周知である(例えば、特開2008−195402号公報、特開2009−190464号公報、特開2010−6279号公報、及び、特許第4349210号明細書、等を参照。)。従って、以下、簡単に説明する。
運転支援ECU10は、LTA開始条件が成立した場合にLTAを開始する。LTA開始条件は、例えば、以下の条件が全て成立した場合に成立する。
1.設定操作器14によってLTAの実施が選択されていること。
2.ACCが実施されていること。
3.カメラセンサ12によって白線を認識できていること。
4.計時タイマtnの値がリセットされていること(後述)。
尚、LTA開始条件は、こうした条件に限るものでは無く、任意に設定することができる。
運転支援ECU10は、LTA開始条件が成立した場合、上述した車線関連車両情報(Cu、Dy、θy)に基づいて、目標舵角θlta*を所定の演算周期が経過する毎に演算し、目標舵角θlta*を表す指令信号をEPS・ECU20に出力する。EPS・ECU20は、舵角が目標舵角θlta*に追従するように転舵用モータ22を駆動制御する。
また、運転支援ECU10は、自車両が車線の外に逸脱するおそれのある状態になった場合には、ブザー13を鳴動させるなどして車線逸脱警報を発する。
以上が、LTAの概要である。
[LCA(車線変更支援制御)]
LCAは、自車両の周囲を監視して安全に車線変更が可能であると判定された後に、自車両の周囲を監視しつつ、自車両が現在走行している車線から隣接する車線に移動するように操舵トルクをステアリング機構に付与して、ドライバの操舵操作(車線変更操作)を支援する制御である。LCA自体は周知である(例えば、特開2016−207060号公報、及び、特開2017−74823号公報、等を参照。)。従って、以下、簡単に説明する。
運転支援ECU10は、LCA開始条件が成立した場合にLCAを開始する。LCA開始条件は、例えば、以下の条件が全て成立した場合に成立する。
1.LCA要求操作(LCA要求信号)が検出されること。
2.設定操作器14によってLCAの実施が選択されていること。
3.LTAが実行されていること。
4.LTAの実行中に手放し警告されていないこと(後述)。
5.ウインカー操作方向の白線(元車線と目標車線との境界となる白線)が破線であること。
6.周辺監視のLCA実施可否判定結果が可であること(周辺センサ11により得られた周辺情報よって、車線変更に障害となる障害物(他車両等)が検出されていなく、安全に車線変更ができると判定されていること)。
7.道路が自動車専用道路であること(ナビゲーションECU70から取得した道路種別情報が自動車専用道路を表していること)。
8.自車両の車速がLCAの許可されるLCA許可車速範囲に入っていること。
例えば、条件6は、自車両と目標車線を走行する他車両との相対速度に基づいて、車線変更後における両者の車間距離が適正に確保されると推定される場合に成立する。
尚、LCA開始条件は、こうした条件に限るものでは無く、任意に設定することができる。
運転支援ECU10は、LCA開始条件が成立した場合、自車両の目標軌道を決める目標軌道関数y(t)を演算する。目標軌道は、目標車線変更時間をかけて、自車両を、現在走行している車線(元車線と呼ぶ)から、元車線に隣接するLCA要求方向の車線(目標車線と呼ぶ)の幅方向中心位置(最終目標横位置と呼ぶ)にまで移動させる軌道であり、例えば、図5に示すような形状となる。
目標軌道関数y(t)は、元車線の車線中心ラインCLを基準として、LCAの開始時点(即ち、LCA開始条件が成立した時点)からの経過時間tを変数として、経過時間tに対応する自車両の横位置の目標値(即ち、目標横位置)を算出する関数である。ここで、自車両の横位置とは、車線中心ラインCLを基準とした、車線幅方向(横方向と呼ぶこともある)における自車両の重心位置を表す。
目標車線変更時間は、自車両をLCAの開始位置(LCAの開始時点での自車両の横位置)である初期横位置から最終目標横位置にまで横方向に移動させる距離(以下、必要横距離と呼ぶ)に比例して可変設定される。
目標軌道関数は、LCA開始時の自車両の状態と、LCA完了時における自車両の目標状態と、目標車線変更時間と、に基づいて決定される。ここで、「LCA開始時の自車両の状態」は、「自車両の初期横位置、初期横位置における横速度、及び、初期横位置における横加速度」を表し、「LCA完了時における自車両の目標状態」は「自車両の最終目標横位置、最終目標横位置における横速度(即ち、0)、及び、最終目標横位置における横加速度(即ち、0)」を表す。このようにして決定された目標軌道は、自車両を最終目標横位置にまで滑らかに移動させることが可能な形状となっている。
運転支援ECU10は、LCAを終了させるまで、この目標軌道関数y(t)を記憶維持し、目標軌道関数に基づいて操舵制御を行う。具体的には、運転支援ECU10は、所定の演算周期が経過する毎に以下の処理を行って目標舵角θlca*を演算する。即ち、運転支援ECU10は、目標軌道関数y(t)と経過時間tとに基づいて、現時点における目標横位置y*、目標横速度vy*、及び、目標横加速度ay*を演算する。続いて、現時点における車速vと、目標横速度vy*と、目標横加速度ay*と、に基づいて、現時点における目標ヨー角θy*、目標ヨーレートγ*、及び、目標曲率Cu*を演算する。そして、目標横位置y*と、目標ヨー角θy*と、目標ヨーレートγ*と、目標曲率Cu*と、に基づいて、目標舵角θlca*を演算する。尚、LCAは、自車両の横位置が最終目標横位置に到達したというLCA完了条件が成立したときに終了する。
運転支援ECU10は、目標舵角θlca*を演算すると、目標舵角θlca*を表す指令信号をEPS・ECU20に出力する。EPS・ECU20は、舵角が目標舵角θlta*に追従するように転舵用モータ22を駆動制御する。
以上が、LCAの概要である。
尚、本実施装置は、ドライバの操舵操作を支援する制御である。よって、運転支援ECU10は、操舵支援制御(LTA、LCA)を実行する場合、ドライバの操舵ハンドル操作が優先されるように、操舵支援制御用の操舵力を発生させる。従って、ドライバは、操舵支援制御中においても、自身の操舵ハンドル操作で自車両を意図した方向に進めることができる。
次に、手放し継続時間に応じた運転支援ECU10の処理について説明する。運転支援ECU10は、手放し継続時間(操舵支援制御の実行中において手放し状態が継続している時間)が予め設定された手放し警告時間tw(例えば、10秒)以上であるか否かを所定の演算周期にて判定する。運転支援ECU10は、手放し継続時間が手放し警告時間tw以上であると判定した場合、警告用手放し条件が成立したと判定し、ブザー13を鳴動させてドライバへの警告(注意喚起)を行う。この警告を、手放し警告と呼ぶ。尚、手放し警告時間twは車速が大きくなるほど減少する変数であってもよい。加えて、「手放し警告時間tw」は「第2時間」の一例に相当し、「警告用手放し条件」は「第2手放し条件」の一例に相当する。
加えて、運転支援ECU10は、手放し継続時間が予め設定された手放し上限時間tu以上であるか否かを所定の演算周期にて判定する。この手放し上限時間tuは、手放し警告時間twよりも大きい値に設定されている(例えば、13秒)。運転支援ECU10は、手放し継続時間が手放し上限時間tu以上であると判定した場合、制御オフ用手放し条件が成立したと判定する。運転支援ECU10は、LTAの実行中に制御オフ用手放し条件が成立したと判定した場合、LTAを停止する。
ここで、LTA開始条件の条件4について説明する。制御オフ用手放し条件が成立したと判定されてLTAが停止された場合、上述したように、計時タイマtnの値はリセットされず、LTAが停止された時点の値が保持される。このため、LTA開始条件の条件4が成立するためには、LTAの停止後にドライバが少なくとも一度操舵ハンドルを保持することが必要となる。別言すれば、LTAの停止後、手放し状態が継続している期間は、LTAが再開されないようになっている。LTAの停止後にドライバが操舵ハンドルを保持することにより、計時タイマtnの値がリセットされ、条件4が成立する。計時タイマtnの値がリセットされることにより、LTAの再開後における手放し継続時間を正確に計測することができる。尚、エンジンスイッチがオンされてから初めてLTAが実行される場合は、計時タイマtnの値はリセットされているため、条件4は自動的に成立している。このため、この場合、運転支援ECU10は、条件4の成立有無については確認しないように構成されている。
これに対し、運転支援ECU10は、LCAの実行中においては、手放し継続時間に関わらず、LCAを停止せずに最後まで継続する。そして、運転支援ECU10は、LCA完了条件が成立した時点にて手放し継続時間が手放し上限時間tu以上であるか否かを判定する。手放し継続時間が手放し上限時間tu未満であると判定した場合、運転支援ECU10は、制御オフ用手放し条件が成立していないと判定し、LTAを実行する。即ち、LCAの終了後にLTAを再開する。一方、手放し継続時間が手放し上限時間tu以上であると判定した場合、運転支援ECU10は、制御オフ用手放し条件が成立したと判定して、LTAを実行(再開)しない。尚、手放し上限時間tuは車速が大きくなるほど減少する変数であってもよい。加えて、「手放し上限時間tu」は「第1時間」の一例に相当し、「制御オフ用手放し条件」は「第1条件」の一例に相当する。
LTAの実行中に警告用手放し条件が成立したと判定されて手放し警告が行われた場合、LCA開始条件のうちの条件4が成立しないため、LCA開始条件は成立しなくなる。従って、仮にその他の条件(条件1乃至条件3、及び、条件5乃至条件8)が全て成立していたとしても、運転支援ECU10は、LCAを開始しない。加えて、LTAの実行中に制御オフ用手放し条件が成立したと判定されてLTAが停止された場合、LCA開始条件のうちの条件3及び条件4が成立しないため、LCA開始条件は成立しなくなる。この場合も運転支援ECU10はLCAを開始しない。即ち、LCA開始条件が成立するためには、少なくともLTAが「手放し警告が行われていない」状態(即ち、手放し継続時間が手放し警告時間tw未満である状態)で実行されていることが必要である。
次に、運転支援ECU10の行う制御処理について、図6及び図7を参照して具体的に説明する。運転支援ECU10は、イグニッションスイッチがオンされると、図6及び図7にフローチャートにより示したルーチンを並行して実行するようになっている。尚、以下では、操舵支援制御(LTA、LCA)の状態を「操舵支援制御状態」と称する。
運転支援ECU10は、イグニッションスイッチがオンされて図6のステップS600から処理を開始すると、ステップS602において、操舵支援制御状態をLTA・OFF状態に設定する。ここで、LTA・OFF状態は、LTAが実行されていない制御状態を表す。
続いて、運転支援ECU10は、ステップS604に進み、上述したLTA開始条件が成立したか否かを判定する。LTA開始条件が成立していないと判定した場合(S604:No)、運転支援ECU10は、ステップS602に戻る。運転支援ECU10は、LTA開始条件が成立したと判定するまで、ステップS602及びステップS604の処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返す。
こうした処理を繰り返し、その途中で、LTA開始条件が成立したと判定した場合(S604:Yes)、運転支援ECU10は、ステップS606に進み、操舵支援制御状態をLTA・ON状態に設定する。ここで、LTA・ON状態は、LTAが実行されている制御状態を表す。別言すれば、運転支援ECU10は、LTAを開始する。
続いて、運転支援ECU10は、ステップS608に進み、計時タイマtnの読み込みを行う。計時タイマtnは、図7に示したルーチンにより計測される。このため、以下では、図7を参照して計時タイマtnの計測について説明する。
運転支援ECU10は、イグニッションスイッチがオンされて図7のステップS700から処理を開始すると、ステップ702において、手放し状態が検出されたか否かを判定する。手放し状態が検出されていない(即ち、ドライバが操舵ハンドルを保持している)と判定した場合(ステップ702:No)、運転支援ECU10は、ステップS706に進んで、計時タイマtnの値をリセット(ゼロクリア)して、ステップS710において図7のルーチンを一旦終了する。この計時タイマtnの値は、イグニッションスイッチがオンされた時点で0に設定されている。
こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップ702において手放し状態が検出されたと判定した場合(ステップ702:Yes)、運転支援ECU10は、ステップS704に進み、操舵支援制御状態がLTA・ON状態又はLCA・ON状態の何れかであるか否かを判定する。ここで、LCA・ON状態は、LCAが実行されている制御状態を表す。即ち、運転支援ECU10は、ステップ704において、操舵支援制御が実行中であるか否かを判定する。
操舵支援制御状態がLTA・ON状態及びLCA・ON状態の何れかであると判定した場合(S704:Yes)、運転支援ECU10は、ステップS708に進んで、計時タイマtnの値を1だけ増加させる。従って、この計時タイマtnの値は、手放し継続時間を表す。運転支援ECU10は、ステップ708の終了後、ステップS710において図7のルーチンを一旦終了する。
こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップS704において操舵支援制御状態がLTA・ON状態及びLCA・ON状態の何れでもない(即ち、操舵支援制御が実行されていない)と判定した場合(S704:No)、運転支援ECU10は、ステップS710において図7のルーチンを一旦終了する。即ち、操舵支援制御が実行されていないと判定した場合、運転支援ECU10は、計時タイマtnの値をリセットせずにその時点における値を保持する。
こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップS702において手放し状態が検出されていない(即ち、ドライバが操舵ハンドルを保持した)と判定した場合(S702:No)、運転支援ECU10は、ステップS706に進み、計時タイマtnの値をリセットする。即ち、ステップS704でNoと判定された時点で保持されていた計時タイマtnの値がリセットされる。
運転支援ECU10は、イグニッションスイッチがオフされるまで、こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返す。これにより、手放し継続時間が計測される。
図6に戻って説明を続ける。運転支援ECU10は、ステップS608において、計時タイマtnの読み込みを行うと、ステップS610に進んで、計時タイマtnの値(即ち、手放し継続時間)が手放し警告時間tw以上であるか否かを判定する。手放し継続時間が手放し継続時間tw未満であると判定した場合(ステップS610:No)、運転支援ECU10は、警告用手放し条件は成立していないと判定し、ステップS612に進む。
運転支援ECU10は、ステップS612において、上述したLCA開始条件が成立しているか否かを判定する。LCA開始条件が成立していないと判定した場合(S612:No)、運転支援ECU10は、ステップS606に戻り、LTAを継続する。
こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップS612において上述したLCA開始条件が成立したと判定した場合(S612:Yes)、運転支援ECU10は、ステップS614に進み、操舵支援制御状態をLCA・ON状態に設定する。即ち、LCAを開始する(LTAに代えて、LCAを実行する)。
続いて、運転支援ECU10は、ステップS616に進み、計時タイマtnの読み込みを行う。その後、運転支援ECU10は、ステップS618に進んで、計時タイマtnの値(即ち、手放し継続時間)が手放し警告時間tw以上であるか否かを判定する。ステップS612においてLCA開始条件が成立したと判定された時点では、ステップS610においてtn<twが成立しているため、手放し継続時間は手放し警告時間tw未満である(ステップS618:No)。この場合、運転支援ECU10は、ステップS620に進み、上述したLCA完了条件が成立したか否かを判定する。ステップS612においてLCA開始条件が成立したと判定された時点では、LCA完了条件は成立していない(ステップS620:No)。この場合、運転支援ECU10は、ステップS614に戻り、LCAを継続する。
こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップS618において手放し継続時間が手放し警告時間twに到達したと判定した場合(S618:Yes)、運転支援ECU10は、警告用手放し条件が成立したと判定し、ステップS622にてブザー13を鳴動させてドライバへの手放し警告(注意喚起)を行う。
その後、運転支援ECU10は、ステップS620に進み、LCA完了条件が成立したか否かを判定する。こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップS620においてLCA完了条件が成立したと判定した場合(S620:Yes)、運転支援ECU10は、ステップS626に進み、計時タイマtnの値(即ち、手放し継続時間)が手放し上限時間tu以上であるか否かを判定する。
手放し継続時間が手放し上限時間tu以上であると判定した場合(別言すれば、LCAの実行中に手放し継続時間が手放し上限時間tu以上になっていた場合。ステップS626:Yes)、運転支援ECU10は、制御オフ用手放し条件が成立したと判定し、ステップS628に進み、LTAを停止する。即ち、操舵支援制御状態をLTA・OFFに設定する。このとき、計時タイマtnのカウントアップは停止され、停止された時点における値が保持される。ステップS628の終了後、運転支援ECU10は、ステップS630に進んで図6のルーチンを一旦終了する。
一方、手放し継続時間が手放し上限時間tu未満であると判定した場合(ステップS626:No)、運転支援ECU10は、ステップS606に戻り、操舵支援制御状態をLTA・ON状態に設定する。即ち、LCAを終了し、LTAを再開する。
こうした処理を繰り返し、その途中で、ステップS610において手放し継続時間が手放し警告時間twに到達したと判定した場合(ステップS610:Yes)、運転支援ECU10は、警告用手放し条件が成立したと判定し、ステップS624に進む。運転支援ECU10は、ステップS624において、ブザー13を鳴動させてドライバへの手放し警告(注意喚起)を行う。
その後、運転支援ECU10は、ステップS626に進み、計時タイマtnの値(即ち、手放し継続時間)が手放し上限時間tu以上であるか否かを判定する。ステップS610において手放し継続時間が手放し警告時間twに到達したと判定された時点では、手放し継続時間は手放し上限時間tu未満である(ステップS626:No)。この場合、運転支援ECU10は、制御オフ用手放し条件は成立していないと判定し、ステップS606に戻り、LTAを継続する。
こうした処理を所定の演算周期が経過する毎に繰り返し、その途中で、ステップ626において手放し継続時間が手放し上限時間tuに到達したと判定した場合(ステップ626:Yes)、運転支援ECU10は、制御オフ用手放し条件が成立したと判定し、ステップS628に進み、LTAを停止する。即ち、操舵支援制御状態をLTA・OFFに設定する。このとき、計時タイマtnのカウントアップは停止され、停止された時点における値が保持される。
ステップS628の終了後、運転支援ECU10は、ステップS630に進んで図6のルーチンを一旦終了する。その後、運転支援ECU10は、ステップS600に戻り、ステップS602以降の処理を、イグニッションスイッチがオフされるまで所定の演算周期が経過する毎に繰り返す。尚、LCAの実行中において、警告用手放し条件が成立し(S618:Yes)、ステップS622にて手放し警告が行われ、その結果、ドライバが操舵ハンドルを保持した場合、計時タイマtnの値がリセットされる(S702:No、S706)。その後、LCA完了条件が成立せず(S602:No)、手放し状態が再度継続して警告用手放し条件が成立した場合(S618:Yes)、ステップS622にて再度手放し警告が行われる。即ち、LCAの実行中に手放し警告が行われるのは一度に限られず、警告用手放し条件が成立する度に手放し警告が行われる。これは、LTAの実行中についても同様である。
本実施装置の作用効果について説明する。従来の操舵支援装置では、手放し継続時間は、LTAの実行中にのみ計測されていた。そして、LTAの実行中においては、手放し継続時間が手放し警告時間tw以上になった場合には手放し警告を行うことによりドライバに操舵ハンドルの保持を促し、手放し継続時間がさらに増加して手放し上限時間tuになった場合はLTAを停止することによりドライバに操舵ハンドルの保持を促していた。
これに対し、本実施装置では、手放し継続時間が、LTAの実行中だけではなく、LCAの実行中にも計測される。そして、本実施装置は、LCAの実行中に警告用手放し条件が成立したと判定された場合には手放し警告を行う一方で、手放し警告後に手放し状態が継続したとしても、手放し継続時間に関わらずLCA完了条件が成立するまで(即ち、最後まで)LCAを継続する。このように、LCAの実行中にも手放し継続時間を計測し、警告用手放し条件の成立時には警告を行うことにより、LTAの実行中だけではなく、LCAの実行中においてもドライバに操舵ハンドルの保持を促すことができる。一方で、手放し継続時間に関わらず(即ち、例えば、LCAの実行中に警告が行われてもドライバが操舵ハンドルを保持せず、その結果、手放し継続時間が増加したとしても)、LCAを停止せずに最後まで継続することにより、LCAの途中でLCAが停止されることがなくなるため、LCAの停止に起因して車両が目標車線を逸脱してしまうことを防止できる。従って、本実施装置の構成によれば、操舵支援制御の実行中にドライバに操舵ハンドルを保持することを促すことによりドライバが操舵支援制御を過信することを抑制しつつ、LCAによって適切に車線変更することができる。
加えて、本実施装置では、手放し継続時間は、操舵支援制御の種類が切り替えられてもリセットされない。このため、LTAが再開される前から(即ち、LCAが実行されているときから)手放し状態が継続していた場合、手放し継続時間は、「LCAの実行中における手放し継続時間」と、「LTAの再開後における手放し継続時間」と、を合算した時間となる。この構成によれば、LTAの再開後に制御オフ用手放し条件が早期に成立する。即ち、LTAが早期に停止される。
例えば、LCAの実行中に手放し状態が検出され、その後、当該手放し状態が継続されたままLTAが再開された場合、LTAの再開後に制御オフ用手放し条件が成立したと判定され次第、LTAが停止される。このため、ドライバに操舵ハンドルの保持を早期に促すことができ、ドライバが操舵支援制御を過信することをより確実に抑制することができる。
更に、本実施装置では、LTAが実行されていないときはLCA開始条件のうちの条件3及び条件4が成立しないため、LCAを開始することができない。即ち、LTAの実行中に制御オフ用手放し条件が成立したと判定されてLTAが停止された場合、LCAを開始することができない。このため、ドライバがLCAの実行を望む場合、ドライバは、LTAが停止されない(即ち、制御オフ用手放し条件が成立しない)ようにするため、操舵ハンドルを保持するようになる(厳密には、手放し継続時間が手放し上限時間tu以上とならない程度に操舵ハンドルを保持するようになる)。このため、LTAの実行中にドライバに操舵ハンドルの保持を促すことができる。
更に、本実施装置では、LTAの実行中において警告用手放し条件が成立したと判定されたときは、LCA開始条件のうちの条件4が成立しないため、LCAを開始することができない。即ち、LTAが実行されていても、その実行中に手放し状態が手放し警告時間tw以上継続してドライバへの手放し警告が行われているときは、LCAを開始することができない。このため、ドライバがLCAの実行を望む場合、ドライバは、手放し警告が行われない(即ち、警告用手放し条件が成立しない)ようにするため、操舵ハンドルを保持するようになる(厳密には、手放し継続時間が手放し警告時間tw以上とならない程度に操舵ハンドルを保持するようになる)。このため、LTAの実行中においドライバに操舵ハンドルの保持をより確実に促すことができる。
更に、本実施装置では、LCAの実行中においては、手放し継続時間に関わらず、LCA完了条件が成立するまでLCAを継続する。即ち、LCAの実行中においては、「手放し継続時間に基づいてLCAを停止することによりドライバに操舵ハンドルの保持を促すこと」よりも「LCAを最後まで(LCA完了条件が成立するまで)継続すること」が優先される。また、本実施装置では、LCA完了条件が成立した時点にて制御オフ用手放し条件が成立しているか否かが判定され、成立していると判定された場合、LTAが実行されない。この場合、ドライバはLTAが実行されないことに気付いて操舵ハンドルを保持するようになる。このため、LCAの実行中に車両が目標車線を逸脱してしまうことを抑制しながら、LCAの実行中に制御オフ用手放し条件が成立していた場合には、ドライバに操舵ハンドルの保持を比較的に早いタイミング(即ち、LCA完了条件が成立したタイミング)で促すことができる。
従って、本実施装置によれば、操舵支援制御の実行中はドライバに操舵ハンドルの保持を促すことによりドライバが操舵支援制御を過信することを抑制しつつ、LCAによって適切に車線変更することができる。
以上、本実施形態に係る操舵支援装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態では、手放し継続時間が手放し警告時間tw以上になったと判定された場合は手放し警告が行われるが、手放し警告は行われなくてもよい。即ち、LTAの実行中においては制御オフ用手放し条件の成立可否のみを判定し、LCAの実行中においては手放し継続時間に関わらず最後まで(LCA完了条件が成立するまで)LCAを継続する構成であってもよい。
加えて、本実施形態では、手放しセンサ42として静電容量センサが用いられ、手放し継続時間はこの静電容量センサを用いて計測されるが、静電容量センサの代わりに操舵トルクセンサ又はカメラを用いて手放し継続時間が計測されてもよい。
加えて、本実施形態では、手放し警告はブザー13を鳴動させることにより行われるが、ブザー13を鳴動させる代わりに、或いは、加えて、バイブレータにより操舵ハンドル及び/又はシートを振動させることにより手放し警告を行ってもよいし、表示器にドライバへの警告用メッセージを表示させることにより手放し警告を行ってもよい。
加えて、本実施形態では、設定操作器14は、ACCの実施が選択されていない場合は、LTA及びLCAについても実施されないように自動設定され、LTAの実施が選択されていない場合は、LCAについても実施されないように自動設定されるが、この構成に限られない。例えば、設定操作器14は、ACCの実施が選択されていなくてもLTA及びLCAの実施を選択できる構成であってもよい。
加えて、本実施形態においては、カメラセンサ12により車線を認識するように構成されているが、例えば、ナビゲーションECU70によって、車線に対する自車両の相対位置関係を検出する構成であってもよい。
10:運転支援ECU、11:周辺センサ、12:カメラセンサ、20:EPS・ECU、21:モータドライバ、22:転舵用モータ、40:ステアリングECU、41:ウインカーレバー、42:手放しセンサ、80:車両状態センサ、90:運転操作状態センサ

Claims (5)

  1. 車両に適用され、
    車線を認識して、前記車線に対する車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する車線認識手段と、
    前記車線情報に基づいて車両の走行位置が車線内の車線幅方向の所定位置に維持されるように前記車両の転舵輪の舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線維持支援制御と、前記車線情報に基づいて車両が現在走行している元車線から当該元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように前記舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線変更支援制御と、を実行する操舵支援制御手段と、
    前記車両のドライバが操舵ハンドルを保持していない状態である手放し状態を検出する手放し検出手段と、
    前記車線維持支援制御又は前記車線変更支援制御の実行中において前記手放し状態が継続している時間である手放し継続時間を計測し、当該手放し継続時間が所定の第1時間以上であるという第1手放し条件が成立しているか否か、及び、当該手放し継続時間が前記第1時間よりも短い所定の第2時間以上であるという第2手放し条件が成立しているか否か、を判定する手放し判定手段と、
    を備えた操舵支援装置において、
    前記操舵支援制御手段は、
    前記車線維持支援制御の実行中においては、前記第2手放し条件が成立したと判定された場合に前記ドライバへの音、表示及び振動の少なくとも一つによる警告を行い、前記第1手放し条件が成立したと判定された場合に前記車線維持支援制御を停止し、
    前記車線変更支援制御の実行中においては、前記第2手放し条件が成立したと判定された場合に前記ドライバへの音、表示及び振動の少なくとも一つによる警告を行う一方で、前記手放し継続時間に関わらず前記車線変更支援制御の完了条件が成立するまで前記車線変更支援制御を継続する、
    ように構成された、
    操舵支援装置。
  2. 請求項1に記載の操舵支援装置において、
    前記操舵支援制御手段は、前記車線変更支援制御を、所定の第1開始条件が成立したときに開始するように構成され、
    前記第1開始条件は、前記車線維持支援制御が実行されていることを含み、
    前記第1開始条件が成立した場合、前記車線維持支援制御に代わって前記車線変更支援制御が開始される、
    操舵支援装置。
  3. 請求項2に記載の操舵支援装置において、
    前記第1開始条件は、更に、前記警告の実行中ではないことを含む、
    操舵支援装置。
  4. 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の操舵支援装置において、
    前記操舵支援制御手段は、
    前記車線変更支援制御を、所定の第1開始条件が成立したときに開始し、
    前記第1開始条件が成立した場合、所定の時間をかけて、前記車両を、前記元車線から前記目標車線の所定の位置にまで移動させる軌道である目標軌道を決める目標軌道関数を演算し、
    前記目標軌道関数に基づいて前記車線変更支援制御を実行する、
    ように構成された、
    操舵支援装置。
  5. 車両に適用され、
    車線を認識して、前記車線に対する車両の相対的な位置関係を含む車線情報を取得する車線認識手段と、
    前記車線情報に基づいて車両の走行位置が車線内の車線幅方向の所定位置に維持されるように前記車両の転舵輪の舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線維持支援制御と、前記車線情報に基づいて車両が現在走行している元車線から当該元車線に隣接する目標車線に向けて車線変更するように前記舵角を変更することによりドライバの操舵操作を支援する車線変更支援制御と、を実行する操舵支援制御手段と、
    前記車両のドライバが操舵ハンドルを保持していない状態である手放し状態を検出する手放し検出手段と、
    前記車線維持支援制御又は前記車線変更支援制御の実行中において前記手放し状態が継続している時間である手放し継続時間を計測し、当該手放し継続時間が所定の第1時間以上であるという第1手放し条件が成立しているか否かを判定する手放し判定手段と、
    を備えた操舵支援装置において、
    前記操舵支援制御手段は、
    前記車線維持支援制御の実行中においては前記第1手放し条件が成立したと判定された場合に前記車線維持支援制御を停止し、
    前記車線変更支援制御の実行中においては前記手放し継続時間に関わらず前記車線変更支援制御の完了条件が成立するまで前記車線変更支援制御を継続し、前記車線変更支援制御の完了条件が成立した時点にて前記第1手放し条件が成立していると判定された場合には前記車線維持支援制御を実行しない、
    ように構成された、
    操舵支援装置。
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