JP6825527B2 - 車両運転支援装置 - Google Patents
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Description
到達予想時間Tx1=「第1距離DL1/推定横速度(操舵追従目標車両の車速v×sinθ1)」
移動時間Tx2=「車間距離/操舵追従目標車両の車速v」
即ち、この車両運転支援装置は、操舵追従目標車両が自車両対応位置から現在位置まで移動している間、操舵追従目標車両の白線に対するヨー角が、過去の操舵追従目標車両の第1ヨー角θ1の変化率で変化するとみなし、操舵追従目標車両の白線に対するヨー角を推定する。更に、この車両運転支援装置は、推定したヨー角を用いて操舵追従目標車両の横速度を推定する。
前記自車両の前方を走行する前方車両の中から特定した操舵追従目標車両(TV)の走行軌跡を生成する走行軌跡生成部(10)と、
前記操舵追従目標車両の車速を取得する車速取得部(17)と、
前記操舵追従目標車両の前記走行レーンからの逸脱状況を判定する走行レーン逸脱状況判定部(10)と、
前記区画線及び前記走行軌跡の少なくとも一つに基づいて設定した目標走行ラインに沿って前記自車両を走行させるように、前記自車両の操舵角を変更する操舵追従制御を実行する走行制御部(10)と、
を備え、
前記走行レーン逸脱状況判定部は、
前記自車両と縦距離が同じであって横位置が前記走行軌跡上の位置にある自車両対応位置に存在していたときの過去の操舵追従目標車両(TVp)の前記区画線と前記過去の操舵追従目標車両との間の車線幅方向の第1距離(DL1)、前記過去の操舵追従目標車両の前記区画線に対する第1ヨー角(θ1)、及び、前記第1ヨー角の単位時間当たりの変化量である第1ヨー角変化率(θ1’)からなるパラメータを、前記認識した区画線、及び、前記走行軌跡に基づいて取得し(ステップ625)、
前記取得したパラメータ、前記車速、及び、前記過去の操舵追従目標車両が前記操舵追従目標車両の位置まで移動するのにかかる第1移動時間を、下記(第1数式)乃至下記(第3数式)に適用して、前記操舵追従目標車両と前記区画線との間の車線幅方向の第2距離、及び、前記操舵追従目標車両の推定横速度を算出し(ステップ630)、
前記算出した第2距離を前記算出した推定横速度で除することにより、前記操舵追従目標車両が白線に到達するまでの逸脱予測時間を算出する(ステップ630)ように構成される。
θ2=θ1+(θ1’×Tx2)・・・(第2数式)
(θ2:第2ヨー角、θ1:第1ヨー角、θ1’:第1ヨー角変化率、Tx2:第1移動時間)
v2=v×θ2・・・(第3数式)
(v2:推定横速度、v:操舵追従目標車両の車速、θ2:第2ヨー角)
前記第2距離が第1閾値距離以下であるとの第1逸脱完了判定条件、前記推定横速度が第1閾値横速度以上であるとの第2逸脱完了判定条件、及び、前記逸脱予測時間が第1閾値時間以下であるとの第3逸脱完了判定条件の少なくとも何れかが成立するとき、前記操舵追従目標車両が逸脱完了状況にあると判定し(ステップ635での「Yes」との判定)、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱完了状況にない場合において(ステップ636での「No」との判定)、前記第2距離が前記第1閾値距離より大きい値である第2閾値距離以下であるとの第1逸脱開始判定条件、前記推定横速度が前記第1閾値横速度より小さい値である第2閾値横速度以上であるとの第2逸脱開始判定条件、及び、前記逸脱予測時間が前記第1閾値時間より大きい値である第2閾値時間以下であるとの第3逸脱開始判定条件の少なくとも何れかが成立するとき、前記操舵追従目標車両が逸脱開始状況にあると判定し(ステップ640での「Yes」との判定)、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱完了状況、及び、前記逸脱開始状況にない場合、前記操舵追従目標車両が走行レーン内状況にあると判定し(ステップ645での「No」との判定、ステップ640での「No」との判定)、
前記走行制御部は、
前記操舵追従目標車両が前記走行レーン内状況にある場合(ステップ645での「No」との判定、ステップ640での「No」との判定)、前記操舵角の大きさが第1操舵角ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える第1操舵角大きさ制限処理、及び、前記操舵角の単位時間当たりの変化量である操舵角速度の大きさが第1操舵角速度ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える第1操舵角速度大きさ制限処理、の少なくとも一方を含む第1制限処理を行って(ステップ645)、前記操舵追従制御を行う第1操舵追従制御を行い(ステップ655)、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱開始状況にある場合(ステップ640での「Yes」との判定)、前記操舵角の大きさが前記第1操舵角ガード値よりも小さい第2操舵角ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える処理であって前記第1操舵角大きさ制限処理に代わる第2操舵角大きさ制限処理、及び、前記操舵角速度の大きさが前記第1操舵角速度ガード値よりも小さい第2操舵角速度ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える処理であって前記第1操舵角速度大きさ制限処理に代わる第2操舵角速度大きさ制限処理、の少なくとも一方を含む第2制限処理を行って(ステップ650)、前記操舵追従制御を行う第2操舵追従制御を行い(ステップ655)、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱完了状況にある場合(ステップ635での「Yes」との判定)、前記操舵追従制御を停止する、ように構成される。
本実施装置は、図1に示したように、車両(自動車)に適用される。本実施装置が適用される車両は、他車両と区別するために「自車両」と称呼される場合がある。本実施装置は、運転支援ECU10、エンジンECU30、ブレーキECU40、ステアリングECU60、メータECU70、警報ECU80、及び、ナビゲーションECU90を備えている。なお、以下において、運転支援ECU10は、単に、「DSECU」とも称呼される。
ブレーキペダル操作量センサ12は、自車両のブレーキペダル12aの操作量を検出し、ブレーキペダル操作量BPを表す信号を出力するようになっている。
操舵トルクセンサ15は、ステアリングホイールSWの操作により自車両のステアリングシャフトUSに加わる操舵トルクを検出し、操舵トルクTraを表す信号を出力するようになっている。
車速センサ16は、自車両の走行速度(車速)を検出し、車速SPDを表す信号を出力するようになっている。
物標(n)の横位置Dfy(n)は、「物標(n)の中心位置(例えば、前方車両の後端部の車幅方向中心位置)」の、自車両の中心軸と直交する方向(y軸方向)の符号付き距離である。
物標(n)の相対速度Vfx(n)は、物標(n)の速度Vsと自車両の速度Vj(=SPD)との差(=Vs−Vj)である。物標(n)の速度Vsは自車両の中心軸方向(x軸方向)における物標(n)の速度である。
物標(n)の相対横速度Vfy(n)は、物標(n)の中心位置の、自車両の中心軸と直交する方向(y軸方向)における速度(符号付き速さ)である。
次に、本実施装置の作動の概要について説明する。本実施装置のDSECUは、車間距離制御及び車線維持制御を実行できるようになっている。以下、「車間距離制御及び車線維持制御」について説明する。
車間距離制御(即ち、追従車間距離制御)は、物標情報に基づいて、自車両SVの前方の領域であって自車両SVの直前を走行している前方車両と自車両SVとの車間距離(即ち、自車両SVに対するその前方車両の縦距離Dfx(n))を所定の目標車間距離に維持しながら、自車両SVを前方車両に追従させる制御である。追従車間距離制御自体は周知である(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。
ステップ2A:DSECUは、車速SPD及びヨーレートYrtに基づいて、自車両SVの走行進路をx−y座標において予測する。
ステップ3A:DSECUは、縦距離Dfx(n)が正の値を有する他車両(即ち、前方車両)の中から、予測した自車両SVの走行進路からの車線幅方向の距離の絶対値が所定の第1基準閾値以内である他車両を車間距離目標車両(a)として決定(選択・設定)する。第1基準閾値は、縦距離Dfx(n)が大きくなるほど小さくなるように設定されている。なお、決定された他車両が複数存在する場合、DSECUは、縦距離Dfx(n)が最小の他車両を車間距離目標車両(a)として特定する。
DSECUは、値(k1・ΔD1+k2・Vfx(a))が負の場合に下記(2)式を使用して目標加速度Gtgtを決定する。kd1は、減速用の正のゲイン(係数)であり、本例においては「1」に設定されている。
Gtgt(加速用)=ka1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(1)
Gtgt(減速用)=kd1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(2)
DSECUは、操作スイッチ18の操作によって車線維持制御が要求されている場合、車間距離制御の実行中に限り車線維持制御を実行する。車線維持制御は、主として、区画レーン維持制御と、操舵追従制御と、を含む。
DSECUは、左白線及び右白線の少なくとも一方が、自車両SVの前方方向に所定距離以上に渡ってカメラセンサ17bによって認識されている場合、左白線及び右白線の少なくとも一方に基づいて目標走行ラインLdを設定する。
DSECUは、自車両SVの前方方向に所定距離以上に渡って認識される白線がない場合、自車両SVの前方領域を走行する他車両(前方車両)の中から操舵追従目標車両として適切な前方車両を選択する。そして、DSECUは、操舵追従目標車両の走行軌跡(以下、「先行車軌跡」とも称呼される。)を生成し、その先行車軌跡に基づいて定まる目標走行ラインに従って自車両SVが走行するように、操舵トルクをステアリング機構に付与して操舵角を変更する。本例において、DSECUは、先行車軌跡そのものを目標走行ラインLdとして設定する。但し、DSECUは、先行車軌跡から所定距離だけ車線幅方向に変位したラインを目標走行ラインLdとして設定してもよい。
図2に示したように、DSECUは、先行車軌跡の作成対象となる物標(n)である前方車両を操舵追従目標車両TVとして設定する。なお、操舵追従目標車両TVの設定方法については、後で詳述する。DSECUは、所定測定時間が経過する毎に得られる「操舵追従目標車両TVの物標情報(位置)情報」に基づいて走行軌跡L1を作成する。
y=(1/6)Cv’・x3+(1/2)Cv・x2+θv・x+dv …(3)
Cv’:曲率変化率(当該曲線上の任意の位置(x=x0、x0は任意の値)での単位距離(Δx)当たりの曲率変化量)。
Cv:操舵追従目標車両TVが自車両SVの現在位置(x=0)に存在していたとき(即ち、操舵追従目標車両TVが(x=0、y=dv)の位置に存在していたとき)の走行軌跡L1の曲率。
θv:操舵追従目標車両TVが自車両SVの現在位置(x=0)に存在していたときの走行軌跡L1の方向(走行軌跡L1の接線方向)と自車両SVの進行方向(x軸の+の方向)との角度偏差。この角度偏差θvは「ヨー角」とも称呼される。
dv:自車両SVの現在位置(x=0、y=0)と走行軌跡L1とのy軸方向における(実質的には、車線幅方向における)距離dv。この距離dvは「センター距離」とも称呼される。
・時間tにおける車間距離目標車両の縦距離Dfx=Dfx(VT)(t)
・時間tにおける車間距離目標車両の横位置Dfy=Dfy(VT)(t)
・時間tにおける自車両SVのヨーレートYRt(t)、及び、
・時間tにおける自車両SVの車速Vsx(=SPD(t))
尚、(3)式の右辺の第3項及び第4項の係数(即ち、関数f(x)の係数c及びd)は、それぞれヨー角θv及びセンター距離dvである。
θ*=Klta1・Cv+Klta2・θv+Klta3・dv …(4)
YRc*=K1×dv+K2×θv+K3×Cv …(5)
ところで、DSECUは、車線維持制御において、操舵角の大きさが上限ガード値(以下、「操舵角ガード値」とも称呼される。)を超えないように、操舵角を制限している。更に、車線維持制御において、操舵角速度の大きさが上限ガード値(以下、「操舵角速度ガード値」とも称呼される。)を超えないように、操舵角速度を制限している。これにより、操舵角の変化に起因して自車両SVの挙動が急変する可能性が低下するので、自車両SVの走行安定性が確保される。
以上が車線維持制御の概要である。
・第1距離DL1:過去の操舵追従目標車両TVpと白線LWとの間の車線幅方向の距離(即ち、自車両対応位置と白線LWとの間の車線幅方向の距離)
DSECUは、自車両SVと白線LWとの間の車線幅方向の距離DL4から自車両SVと自車両対応位置との間の車線幅方向の距離DL3を減算(DL1=DL4−DL3)することにより、第1距離DL1を取得することができる。
・第1ヨー角θ1 :過去の操舵追従目標車両TVpの白線LWに対するヨー角
DSECUは、自車両SVの操舵追従目標車両TVの走行軌跡L1に対するヨー角θ3と自車両SVの白線LWに対するヨー角θ4、との差分(第1ヨー角θ1=θ3−θ4)を演算することにより第1ヨー角θ1を取得することができる。
・第1ヨー角変化率θ1’:第1ヨー角θ1の変化率
DSECUは、第1ヨー角θ1の単位時間当たりの変化量(θ1’=θ1/dt)を演算することにより、第1ヨー角変化率θ1’を取得することができる。
・第2距離DL2:操舵追従目標車両TVと白線LWとの間の車線幅方向の距離
・推定横速度v2 :推定した操舵追従目標車両TVの横速度
・逸脱予測時間Ta:逸脱予測時間Ta=第2距離DL2/推定横速度v2で演算される操舵追従目標車両TVが白線LWに到達するまでの予測時間
θ2=θ1+(θ1’×Tx2)・・・(第2数式)
(θ2:第2ヨー角、θ1:第1ヨー角、θ1’:第1ヨー角変化率、Tx2:第1移動時間)
v2=v×θ2・・・(第3数式)
(v2:推定横速度、v:操舵追従目標車両の車速、θ2:第2ヨー角)
逸脱完了判定条件1:第2距離DL2が第1閾値距離Dth1以下である。
逸脱完了判定条件2:推定横速度v2が第1閾値横速度vth1以上である。
逸脱完了判定条件3:逸脱予測時間Ta(=DL2/v2)が第1閾値時間Tth1以下である。
逸脱開始判定条件1:第2距離DL2が第2閾値距離Dth2以下である。
逸脱開始判定条件2:推定横速度v2が第2閾値横速度vth2以上である。
逸脱開始判定条件3:逸脱予測時間Ta=DL2/v2が第2閾値時間Tth2以下である。
次に、DSECUのCPU(単に「CPU」と称呼する場合がある。)の具体的作動について説明する。CPUは、所定時間(Δt)が経過する毎に図6のフローチャートにより示した操舵追従制御ルーチンを実行するようになっている。なお、CPUは図示しないルーチンにより車間距離制御(ACC)を実行するようになっている。CPUは、車間距離制御が実行されている場合に限り図6に示したルーチンを実行する。
条件B1:操作スイッチ18の操作により、車線維持制御を実行することが選択されている。
条件B2:自車両SVの車速SPDが、所定の下限車速以上であり且つ所定の上限車速以下である。
条件B3:カメラセンサ17bが認識する「左白線及び右白線の少なくとも一方」に基づいた目標走行ラインLdが設定できない。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Claims (1)
- 自車両が走行している走行レーンの区画線を認識する区画線認識部と、
前記自車両の前方を走行する前方車両の中から特定した操舵追従目標車両の走行軌跡を生成する走行軌跡生成部と、
前記操舵追従目標車両の車速を取得する車速取得部と、
前記操舵追従目標車両の前記走行レーンからの逸脱状況を判定する走行レーン逸脱状況判定部と、
前記走行軌跡に基づいて設定した目標走行ラインに沿って前記自車両を走行させるように、前記自車両の操舵角を変更する操舵追従制御を実行する走行制御部と、
を備え、
前記走行レーン逸脱状況判定部は、
前記自車両と縦距離が同じであって横位置が前記走行軌跡上の位置にある自車両対応位置に存在していたときの過去の操舵追従目標車両の前記区画線と前記過去の操舵追従目標車両との間の車線幅方向の第1距離、前記過去の操舵追従目標車両の前記区画線に対する第1ヨー角、及び、前記第1ヨー角の単位時間当たりの変化量である第1ヨー角変化率からなるパラメータを、前記認識した区画線、及び、前記走行軌跡に基づいて取得し、
前記取得したパラメータ、前記車速、及び、前記過去の操舵追従目標車両が前記操舵追従目標車両の位置まで移動するのにかかる第1移動時間を、下記(第1数式)乃至下記(第3数式)に適用して、前記操舵追従目標車両と前記区画線との間の車線幅方向の第2距離、及び、前記操舵追従目標車両の推定横速度を算出し、
前記算出した第2距離を前記算出した推定横速度で除することにより、前記操舵追従目標車両が白線に到達するまでの逸脱予測時間を算出し、
前記第2距離が第1閾値距離以下であるとの第1逸脱完了判定条件、前記推定横速度が第1閾値横速度以上であるとの第2逸脱完了判定条件、及び、前記逸脱予測時間が第1閾値時間以下であるとの第3逸脱完了判定条件の少なくとも何れかが成立するとき、前記操舵追従目標車両が逸脱完了状況にあると判定し、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱完了状況にない場合において、前記第2距離が前記第1閾値距離より大きい値である第2閾値距離以下であるとの第1逸脱開始判定条件、前記推定横速度が前記第1閾値横速度より小さい値である第2閾値横速度以上であるとの第2逸脱開始判定条件、及び、前記逸脱予測時間が前記第1閾値時間より大きい値である第2閾値時間以下であるとの第3逸脱開始判定条件の少なくとも何れかが成立するとき、前記操舵追従目標車両が逸脱開始状況にあると判定し、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱完了状況、及び、前記逸脱開始状況にない場合、前記操舵追従目標車両が走行レーン内状況にあると判定し、
前記走行制御部は、
前記操舵追従目標車両が前記走行レーン内状況にある場合、前記操舵角の大きさが第1操舵角ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える第1操舵角大きさ制限処理、及び、前記操舵角の単位時間当たりの変化量である操舵角速度の大きさが第1操舵角速度ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える第1操舵角速度大きさ制限処理、の少なくとも一方を含む第1制限処理を行って、前記操舵追従制御を行う第1操舵追従制御を行い、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱開始状況にある場合、前記操舵角の大きさが前記第1操舵角ガード値よりも小さい第2操舵角ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える処理であって前記第1操舵角大きさ制限処理に代わる第2操舵角大きさ制限処理、及び、前記操舵角速度の大きさが前記第1操舵角速度ガード値よりも小さい第2操舵角速度ガード値を超えないように前記操舵角に制限を加える処理であって前記第1操舵角速度大きさ制限処理に代わる第2操舵角速度大きさ制限処理、の少なくとも一方を含む第2制限処理を行って、前記操舵追従制御を行う第2操舵追従制御を行い、
前記操舵追従目標車両が前記逸脱完了状況にある場合、前記操舵追従制御を停止する、ように構成された車両運転支援装置。
θ2=θ1+(θ1’×Tx2)・・・(第2数式)
(θ2:第2ヨー角、θ1:第1ヨー角、θ1’:第1ヨー角変化率、Tx2:第1移動時間)
v2=v×θ2・・・(第3数式)
(v2:推定横速度、v:操舵追従目標車両の車速、θ2:第2ヨー角)
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JP2017187636A JP6825527B2 (ja) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 車両運転支援装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017187636A JP6825527B2 (ja) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | 車両運転支援装置 |
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