JP7234963B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

本発明は運転支援装置に関し、特に、車両の前方に回避対象を検出した場合にその回避対象を回避するための操舵制御を行う運転支援装置に関する。

特許文献１には、従来の衝突回避システムの一例が開示されている。衝突回避システムは、車両の前方に障害となる回避対象を検出した場合、その回避対象を回避するように車両を操舵する操舵制御を行うシステムである。衝突回避システムは、操舵制御の実行中のドライバによる操舵を許容する。通常、操舵制御の実行中であっても、ドライバによる操舵が行われている間は、ドライバによる操舵が操舵制御による操舵に優先される。

操舵制御では、回避対象と車両との位置関係や相対速度に基づいて回避操舵の舵角が計算される。これに対してドライバは、感覚や経験によって回避操舵を行う。このため、ドライバによる回避操舵の舵角は、操舵制御による回避操舵の舵角に対して不足する場合もあれば過剰な場合もある。前者の場合、ドライバによる回避操舵の終了後、不足した舵角を補うように操舵制御による回避操舵が行われ、回避対象からさらに離れる側に舵が切られる。

一方、後者の場合、ドライバによる操舵で実現された実舵角は操舵制御が要求する舵角に対して過剰となっている。このため、ドライバによる回避操舵の終了後、切りすぎた舵を戻すように操舵制御による操舵が行われる。しかし、回避対象の側に舵が切られることで、車両にはドライバの回避意図に反した挙動が生じることになる。

特開２０１７－０９５１００号公報

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、回避対象を回避するための操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われた場合に、ドライバによる操舵の終了後にドライバの回避意図に反した車両の挙動が生じることを防ぐことができる運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明に係る運転支援装置は、車両の前方に回避対象が検出された場合、その回避対象を回避する回避軌跡に沿うように車両を操舵する操舵制御を行い、ドライバによる操舵が行われている間はドライバによる操舵を操舵制御による操舵に優先する運転支援装置である。本発明に係る運転支援装置は、操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われた場合、車両が回避軌跡よりも回避対象から離れる側に移動し、且つ、車両が車線を逸脱しないことが推定される場合には、ドライバによる操舵の終了後、車両を回避軌跡へ追従させることを中止するように構成されている。

本発明に係る運転支援装置によれば、車両の前方に検出された回避対象を回避するようにドライバによる操舵が行われた場合、ドライバによる操舵の終了後、車両を回避対象に近付けるような操舵は行われない。これにより、ドライバの回避意図に反した車両の挙動が生じることが防止される。

操舵による回避シーンの例を示す図である。 操舵制御が有する課題を示す図である。 本発明の実施形態に係る運転支援装置としてのＥＣＵの機能を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る運転支援装置による運転支援の処理フローを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１．本実施形態に係る運転支援装置の概要
まず、図１及び図２を用いて本実施形態に係る運転支援装置の概要について説明する。図１は、操舵による回避シーンの例を示す図である。図１に示す回避シーンでは、車両１０は、一対の車道外側線３，４と車道中央線５とが引かれた対向二車線道路を走行している。図１では、車両１０が走行している側の車道外側線３の外側に回避対象６が検出されている。回避対象６は車両１０との衝突の可能性のある検出物、或いは、衝突を生じさせる可能性のある検出物である。

運転支援装置は、回避対象６との衝突を回避するための回避軌跡２を計算する。回避軌跡２は、例えば、時間ごとの車両１０の目標位置Pt(t),…,Pt(t+i)で表される。そして、その回避軌跡２に沿うように車両１０を操舵する操舵制御を行う。操舵制御は、回避対象６との距離を取るための回避フェーズと、回避軌跡２に沿って車両をまっすぐな状態に戻すための戻すフェーズとを含む。

図２は、操舵制御が有する課題を示す図である。操舵制御では時間毎の目標位置Ptを計算し、目標位置Ptの点列に追従するように操舵が制御される。しかし、操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われた場合には、ドライバによる操舵が操舵制御による操舵に優先される。その結果、操舵制御の舵角は時間t+jにおいて目標位置Pt(t+j)を目指しているのに対し、ドライバによる舵角、すなわち、実舵角では、車両１０は目標位置Pt(t+j)よりも回避対象６から離れた位置Pa(t+j)に向かう場合がある。

この場合、ドライバによる操舵の終了後、操舵制御による操舵が開始或いは再開されると、操舵制御は、車両１０の位置を位置Pa(t+j)から目標位置Pt(t+j)に向かわせるように舵を切ろうとする。この操舵は、車両１０を回避対象６の側に向かわせる操舵であるので、回避対象６から車両１０を遠ざける方向に操舵したドライバの意図に反するものとなる。このため、ドライバに対して不安や違和感を覚えさせるおそれがある。

そこで、本実施形態に係る運転支援装置は、操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われた場合、車両１０が回避軌跡２よりも回避対象６から離れる側に移動することが推定される場合には、ドライバによる操舵の終了後、車両１０の回避軌跡２への追従を中止する。ただし、ドライバによる舵角を保持した場合に車両１０が車線を逸脱しないこと、つまり、車両１０が車道中央線５からはみ出ないことが、車両１０の回避軌跡２への追従を中止する条件である。ドライバによる操舵によって車線からの逸脱が生じるのであれば、ドライバによる操舵の終了後、操舵制御によって車両１０を回避軌跡２へ追従させることを開始する。車両１０の回避軌跡２への追従を中止する場合、運転支援装置は、現在の舵角（実舵角）を保持する。

２．本実施形態に係るＥＣＵの機能
本実施形態に係る運転支援装置は、ＥＣＵ（Electronic control unit）の１つの機能として実現される。図３は、本実施形態に係る運転支援装置としてのＥＣＵ２０の機能を示すブロック図である。ＥＣＵ２０は、内界センサ１１、外界センサ１２、操舵アクチュエータ１４、制動アクチュエータ１５等とともに車両１０に搭載されている。ＥＣＵ２０は、これらセンサやアクチュエータと車載ネットワークによって接続されている。

内界センサ１１は、車両１０の運転状態に関する情報を取得するセンサである。内界センサ１１には、例えば車両１０の走行速度を計測する速度センサ、車両１０の旋回角速度を計測するヨーレートセンサ、ドライバによるステアリングホイールの操舵角を計測する舵角センサ等が含まれる。

外界センサ１２は、車両１０の外部状況に関する情報を取得するセンサである。外界センサ１２には、カメラ、ミリ波レーダ等が含まれる。カメラは、地図情報を用いたマッチングを行うことにより撮像対象の地図上での位置情報を特定可能なロケーションカメラであってもよい。また、ＧＰＳと地図情報とを利用するナビゲーションシステムも外界センサ１２に含まれる。

操舵アクチュエータ１４は、車両１０を操舵するためのアクチュエータである。操舵アクチュエータ１４には、例えば、パワーステアリングシステム、ステアバイワイヤ操舵システム、及び後輪操舵システムが含まれる。制動アクチュエータ１５は、車両１０を減速させるためのアクチュエータである。制動アクチュエータ１５には、例えば、油圧ブレーキや電力回生ブレーキが含まれる。

ＥＣＵ２０は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリを有する。メモリには、マップを含む各種のデータや各種のプログラムが記憶されている。メモリに記憶されているプログラムが読み出されてプロセッサで実行されることで、ＥＣＵ２０には様々な機能が実現される。なお、運転支援装置としてのＥＣＵ２０は、複数のＥＣＵの集合であってもよい。

運転支援装置としてのＥＣＵ２０は、自車進路判定部２１、リスク対象検知処理部２２、操舵／減速制御判定部２３、操舵制御部２４、及び減速制御部２５としての機能を有する。これらは、ＥＣＵ２０内にハードウェアとして存在するものではなく、メモリに記憶されたプログラムがプロセッサで実行されたときに実現される。ＥＣＵ２０はその他にも様々な機能を備えているが、それらについての図示は省略されている。

自車進路判定部２１は、内界センサ１１から得た情報と外界センサ１２から得た情報とに基づいて車両１０の進路を判定する。内界センサ１１に含まれる舵角センサで取得された車両１０の舵角と、外界センサ１２に含まれるカメラで取得された道路の区画線とから、車両１０の進路と車両１０が走行している車線とを判定する。

リスク対象検知処理部２２は、外界センサ１２から得た情報に基づいてリスク対象を検知する。リスク対象とは、車両１０との衝突のリスクを生じさせる対象のことであり、歩行者や車両等、車両１０の前方へ飛び出すリスクを有する物体や、路上駐車車両や建造物の死角等、車両１０の前方への飛び出しを生じさせる要因が含まれる。リスク対象のうち一定値以上の高さのリスクを有する対象が回避対象として設定される。

操舵／減速制御判定部２３は、回避対象と車両１０との位置関係及び相対速度に基づき、操舵制御と減速制御の開始、継続、終了を判定する。この判定には、ドライバの覚醒状態や注意力等、ドライバの危機回避能力に関係する情報を参照してもよい。これらの情報は、ドライバの表情や脈拍等から取得することができる。また、操舵／減速制御判定部２３は、操舵制御の実行時にドライバによる操舵が行われた場合、ドライバによる操舵の終了後に車両１０を回避軌跡２へ追従させるかどうかを判定する。

操舵制御部２４は、操舵制御の開始、継続、終了の判定結果に応じて操舵量を計算し、操舵アクチュエータ１４の操作に反映する。減速制御部２５は、減速制御の開始、継続、終了の判定結果に応じて操舵量を計算し、制動アクチュエータ１５の操作に反映する。

３．本実施形態に係る運転支援装置による運転支援の処理フロー
図４は、本実施形態に係る運転支援装置としてのＥＣＵ２０による運転支援の処理フローを示すフローチャートである。ＥＣＵ２０のメモリには、このフローチャートに示す手順を実行するためのプログラムが記憶されている。そのプログラムがメモリから読み出されてプロセッサにより実行されることで、ＥＣＵ２０は本発明の特許請求の範囲に規定されている運転支援装置として機能する。

図４に示す処理フローによれば、ステップＳ１において各種の情報が取得される。ステップＳ１で取得される情報には、ＧＰＳと地図とを用いて取得される車両の周辺環境に関する情報、内界センサより取得される自車両情報、外界センサより取得される他車両情報、及び、車内カメラや脈拍センサ等によって取得されるドライバ情報が含まれる。これらの情報の取得は、それぞれが並行して行われている。

ステップＳ２では、ステップＳ１で取得された各種の情報に基づいて、一定時間後までの周辺環境の状態、自車両の状態、他車両の状態、及びドライバの状態が推定される。ステップＳ３では、ステップＳ１で取得された情報とステップＳ２の推定結果とに基づいて回避すべき回避対象が判断されるとともに、それぞれの回避対象について衝突リスク度が算出される。衝突リスク度としては、例えば、ＴＴＣ（Time to collision）を用いることができる。

ステップＳ４では、回避対象を回避するための操舵制御を実行するかどうかが判定される。この判定では、具体的には、衝突リスク度が閾値を越えたかどうかが判定される。衝突リスク度がＴＴＣである場合には、ＴＴＣが閾値以下になったかどうかが判定される。衝突リスク度が閾値を超えるまでは、ステップＳ１からステップＳ４までの処理が繰り返される。そして、衝突リスク度が閾値を超えた場合、回避対象を回避するための操舵制御が実行される。

ステップＳ５では、現在実行されている操舵制御が回避フェーズに当たるかどうかが判定される。現在実行されている操舵制御が回避フェーズに当たらない場合、つまり、戻りフェーズの場合には、処理フローはステップＳ９に進む。現在の操舵制御が回避フェーズに当たる場合には、処理フローはステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、操舵制御による回避対象側への操舵が行われるかどうかが判定される。通常、操舵制御の回避フェーズでは、車両を回避対象から遠ざけるように操舵が行われる。ただし、操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われ、車両が回避軌跡よりも回避対象から離れる側に移動することが推定される場合には、ドライバによる操舵の終了後、操舵制御によって車両は回避軌跡に追従させられる。操舵制御により回避対象側への操舵が行われないのであれば、処理フローはステップＳ９に進む。操舵制御により回避対象側への操舵が行われる場合には、処理フローはステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、現在の舵角を保持した場合に車両が車線から逸脱しないかどうかが判定される。この判定は、例えば、カメラより取得される車両と区画線との位置関係と、舵角センサより取得される舵角とを用いて行うことができる。現在の舵角を保持した場合に車両が車線から逸脱することが推定されるのであれば、処理フローはステップＳ９に進む。車両を車線から逸脱させることなく現在の舵角を保持できるのであれば、処理フローはステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、操舵方向に対してガードがかけられる。これにより、操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われた場合、車両が回避軌跡よりも回避対象から離れる側に移動し、且つ、車両が車線を逸脱しないことが推定される場合には、ドライバによる操舵の終了後、回避対象側への操舵が行われないように操舵方向に対してガードがかけられる。つまり、車両を回避軌跡へ追従させることは中止され、現在の舵角が保持される。

ステップＳ９では、操舵方向に対してガードはかけられず、操舵制御による任意の方向への操舵が許容される。よって、操舵制御の実行中にドライバによる操舵が行われた場合、操舵制御による回避操舵の舵角に対してドライバによる実舵角が不足するのであれば、ドライバによる操舵の終了後、不足した舵角を補うように回避対象から離れる側への操舵が行われる。また、操舵制御の実行中のドライバによる操舵により、車両が回避軌跡よりも回避対象から離れる側に移動した場合であっても、車両が車線を逸脱することが推定される場合には、車両を回避軌跡へ追従させるように回避対象の側への操舵が行われる。

このような処理フローにて実行される運転支援によれば、車両の前方に検出された回避対象を回避するようにドライバによる操舵が行われた場合、ドライバによる操舵の終了後、車両を回避対象に近付けるような操舵は行われないので、ドライバの回避意図に反した車両の挙動が生じることが防止される。

２ 回避軌跡
３，４ 車道外側線
５ 車道中央線
６ 回避対象
１０ 車両
２０ ＥＣＵ（運転支援装置）

Claims (1)

1. 車両の前方に回避対象が検出された場合、当該回避対象を回避する回避軌跡に沿うように前記車両を操舵する操舵制御を行い、ドライバによる操舵が行われている間は当該ドライバによる操舵を前記操舵制御による操舵に優先する運転支援装置において、
   前記操舵制御の実行中に前記ドライバによる操舵が行われた場合、前記車両が前記回避軌跡よりも前記回避対象から離れる側に移動し、且つ、前記車両が車線を逸脱しないことが推定される場合には、前記ドライバによる操舵の終了後、前記車両を前記回避軌跡へ追従させることを中止する、ように構成されている
   ことを特徴とする運転支援装置。

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