JP7347450B2

JP7347450B2 - 操舵制御装置

Info

Publication number: JP7347450B2
Application number: JP2021000392A
Authority: JP
Inventors: 由幸松倉
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2023-09-20
Anticipated expiration: 2041-01-05
Also published as: JP2022105819A

Description

本発明は、操舵制御装置に関する。

車両の自動操舵として、前走車に追従して走行する操舵制御や、走行レーンをキープする操舵制御が行われている。このような操舵制御では、走行状況（例えば、自車両と前走車との位置関係や速度差）に基づいて操舵指示角を算出し、算出した操舵指示角に基づいて実際の操舵角度が制御される。

特開平１０－２９７５１６号公報

ところで、自車両が停止すると想定される場合に、誤った操舵角度が制御されるおそれがある。例えば、自車両と前走車との位置関係で操舵指示角が算出される場合には、自車両が停止した直後であっても、誤った操舵指示角が算出され操舵制御されてしまう。

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、車両が停止すると想定される状況で適切に操舵することを目的とする。

本発明の一の態様においては、車両を自動操舵する際の操舵指示角を、走行状況に基づいて求める指示角算出部と、前記車両の車速が閾値より小さいか否かを判定する車速判定部と、前記車速が前記閾値より小さいと判定された場合には、操舵角速度の制限値を設定する制限値設定部と、前記指示角算出部が求めた前記操舵指示角を、操舵角速度が前記制限値設定部によって設定された前記制限値よりも小さくなるように、調整する操舵調整部と、を備える、操舵制御装置を提供する。

また、前記制限値設定部は、前記車速が前記閾値よりも小さいと判定されてからの経過時間が長くなるにつれて、前記制限値を小さく設定することとしてもよい。

また、前記操舵調整部は、前記車両の停止中に、前記指示角算出部が求めた前記操舵指示角を、操舵角速度が前記制限値よりも小さくなるように、調整することとしてもよい。

また、前記制限値設定部は、前記車速が前記閾値以上であると判定された場合には、操舵角速度及び操舵角度の制限値を前記車速の大きさに応じて設定することとしてもよい。

本発明によれば、車両が停止していると想定される状況で適切に操舵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。制限値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、自動運転が可能であり、例えば、前走車に追従して走行する操舵制御や、走行レーンをキープする操舵制御が行われている。車両１は、図１に示すように、周囲検出装置２と、車速検出装置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。

車速検出装置４は、自車両である車両１の車速を検出する。また、車速検出装置４は、車両１の周囲の車両（例えば、車両１の前を走行する前走車）の車速を検出する。車速検出装置４は、検出結果を制御装置１０に出力する。

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を自動操舵する際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。制御装置１０は、車両１を自動操舵するための操舵制御を行う。例えば、制御装置１０は、前走車に追従して走行する操舵制御や、走行レーンをキープする操舵制御を行う。この際、制御装置１０は、車両１の走行状況に基づいて操舵指示角を算出し、算出した操舵指示角に基づいて実際の操舵角度を制御する。

ところで、自車両である車両１が停止すると想定される場合に、誤った操舵角度が制御されるおそれがある。例えば、車両１と前走車との位置関係で操舵指示角が算出される場合には、車両１が停止した直後であっても、誤った操舵指示角が算出され操舵制御されてしまう。
これに対して、本実施形態の制御装置１０は、詳細は後述するが、車両１の車速が閾値より小さいと判定された場合には、操舵角速度の制限値を設定する。そして、制御装置１０は、操舵角速度が設定された制限値よりも小さくなるように、算出された操舵指示角を調整する（フィルタ機能）。これにより、車両１の停止中に、誤って操舵指示角が求められても制限値によって操舵指示角を小さく調整できるので、車両１の停止中の操舵を抑制できる。また、操舵指示角を小さく調整しておくことで、車両１が閾値以下の速度で走行を続けても、追従性が損なわれることを抑制できる。

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、操舵角度の制限値を設定するための車速の閾値を記憶する。

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、指示角算出部１４２、車速判定部１４３、制限値設定部１４４、操舵調整部１４５及び操舵制御部１４６として機能する。

指示角算出部１４２は、車両１を自動操舵する際の操舵指示角を、走行状況に基づいて求める。指示角算出部１４２は、周囲検出装置２の検出結果に基づいて、操舵指示角を求める。例えば、指示角算出部１４２は、周囲検出装置２の検出した走行レーンを車両がキープするように、操舵指示角を求める。また、指示角算出部１４２は、周囲検出装置２が検出した前走車を追従するように、操舵指示角を求める。

車速判定部１４３は、車両１の車速が閾値より小さいか否かを判定する。車速判定部１４３は、車速検出装置４が検出した車速が、閾値よりも小さいか否かを判定する。閾値は、車両１が停止すると想定できる値であり、ここでは一例として０．５ｋｍ／ｈであるが、これに限定されない。

制限値設定部１４４は、指示角算出部１４２が求めた操舵指示角を調整するための制限値を設定する。制限値設定部１４４は、車速判定部１４３の判定結果に基づいて、制限値を設定する。例えば、制限値設定部１４４は、車速判定部１４３によって車速が閾値より小さいと判定された場合には、操舵角速度の制限値を設定する。すなわち、制限値設定部１４４は、車両１が停止すると想定される場合に（停止直前に）、操舵角速度の制限値を設定することになる。

制限値設定部１４４は、車速判定部１４３によって車速が閾値以上であると判定された場合には、操舵角速度及び操舵角度の制限値を車速の大きさに応じて設定する。すなわち、制限値設定部１４４は、車両１が走行レーンをキープして走行している場合や、車両１が前走車を追従走行している場合には、車速の大きさに応じて操舵角速度及び操舵角度を設定する。

制限値設定部１４４は、車速が閾値よりも小さいと判定された場合に、制限値の大きさを固定せずに変化させてもよい。例えば、制限値設定部１４４は、車速が閾値よりも小さいと判定されてからの経過時間が長くなるにつれて、制限値を小さく設定する。このため、車両１が停止する直前の制限値よりも、車両１の停止中の制限値が小さくなる。

図２は、制限値を説明するための模式図である。図２のグラフの横軸は、車速が閾値より小さいと判定されてからの経過時間を示し、縦軸は、制限値の大きさを示す。ここでは、車速が閾値よりも小さいと判定された直後に設定された制限値の大きさが、値Ａ１であるものとする。制限値の大きさは、経過時間が長くなるにつれて、小さくなっている。時間ｔ１が経過した際の制限値の大きさは、値Ａ２である。時間ｔ１は、車両が停止したと想定される時間である。このように、制限値設定部１４４は、時間ｔ１が経過するまでは、制限値を徐々に小さく設定する。なお、制限値設定部１４４は、制限値を段階的に小さく設定してもよい。

図２において、時間ｔ１が経過しても、制限値の大きさは０よりも大きい（すなわち、車両１が停止していても、制限値は０ではない）。このように制限値の大きさを０よりも大きくしておくことで、仮に前走車が急発進した場合に急操舵になることを抑制できる。

操舵調整部１４５は、指示角算出部１４２が求めた操舵指示角を調整する。操舵調整部１４５は、指示角算出部１４２が求めた操舵指示角を、操舵角速度が制限値設定部１４４によって設定された制限値よりも小さくなるように、調整する。操舵角速度は、操舵指示角を微分することで求まるため、操舵角速度の制限値を用いて操舵指示角の大きさを調整できる。

操舵調整部１４５は、車両１の停止前だけでなく車両１の停止中に、指示角算出部１４２が求めた操舵指示角を、操舵角速度が制限値よりも小さくなるように、調整してもよい。例えば、車両１の停止直後に、指示角算出部１４２が、車両１と前走車との位置関係で誤って操舵指示角を求めても、制限値設定部１４４が設定した制限値を用いることで操舵量を小さくできる。これにより、車両１の停止中に、操舵制御によって車両１のハンドルが動くことを抑制できる。

操舵制御部１４６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１４６は、操舵調整部１４５が制限値によって調整した後の操舵指示角に基づいて、車両１の操舵を制御する。

また、前述したように車両１の車速が閾値よりも小さいと判定してからの経過時間が長くなるにつれて制限値を小さく設定する場合には、制限値が急激に変化しないので、制限値に基づいて急激に操舵量が変化することを抑制できる。
なお、車両１が閾値よりも小さい車速で走行していても、制限値に基づいて操舵指示角が調整されるので、追従性が損なわれることを抑制できる。

＜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３を参照しながら説明する。

図３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が停止する際の操舵制御処理について説明する。図３に示す処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。

まず、指示角算出部１４２は、車両１の走行状況に基づいて、車両１を自動操舵する操舵指示角を求める（ステップＳ１０２）。例えば、車両１が前走車を追従走行する際には、指示角算出部１４２は、前走車の走行軌跡に沿うように操舵指示角を求める。

次に、車速判定部１４３は、車両１の車速が閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、車速判定部１４３は、車両１が停止すると想定できるか否かを判定する。例えば、車速判定部１４３は、車速が０．５ｋｍ／ｈよりも小さいか否かを判定する。

次に、ステップＳ１０４において車速が閾値よりも小さいと判定された場合には（Ｙｅｓ）、別言すれば車両１が停止すると想定される場合には、制限値設定部１４４は、操舵角速度の制限値を設定する（ステップＳ１０６）。制限値設定部１４４は、車両１の車速の大きさに関係なく、制限値を設定する。この際、制限値設定部１４４は、車速が閾値よりも小さいと判定されてからの経過時間が長くなると、制限値の大きさをより小さく設定する（図２参照）。

一方で、ステップＳ１０４において車速が閾値以上であると判定された場合には（Ｎｏ）、別言すれば車両１が走行していると推定される場合には、制限値設定部１４４は、車速に応じた操舵角速度及び操舵角度の制限値を設定する（ステップＳ１０８）。これにより、走行状態に応じた制限値が設定される。

次に、操舵調整部１４５は、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８で設定した制限値に基づいて、ステップＳ１０２において指示角算出部１４２が求めた操舵指示角を調整する（ステップＳ１１０）。例えば、操舵調整部１４５は、車両１が停止すると想定される場合には、操舵角速度がステップＳ１０６で設定した制限値よりも小さくなるように、指示角算出部１４２が求めた操舵指示角を調整する。

＜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、車両１の走行状況に基づいて、車両１を自動操舵する際の操舵指示角を求める。制御装置１０は、自動操舵する車両１の車速が閾値より小さいと判定された場合には、操舵角速度の制限値を設定する。そして、制御装置１０は、求めた操舵指示角を、実際の操舵角速度が設定された制限値よりも小さくなるように、調整する。
これにより、車両１が停止していると想定される場合には、実際の操舵角速度が制限値よりも小さくなるように、操舵指示角が調整されるので、誤って操舵指示角が求められても制限値によって小さく調整される。この結果、車両１の停止中の操舵を抑制できる。

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指示角算出部
１４３車速判定部
１４４制限値設定部
１４５操舵調整部

Claims

車両を自動操舵する際の操舵指示角を、前走車を追従するように、求める指示角算出部と、
前記車両の車速が閾値より小さいか否かを判定する車速判定部と、
前記前走車を追従走行する際に前記車速が前記閾値より小さいと判定された場合には、操舵角速度の制限値を設定する制限値設定部と、
前記指示角算出部が求めた前記操舵指示角を、操舵角速度が前記制限値設定部によって設定された前記制限値よりも小さくなるように、調整する操舵調整部と、
を備える、操舵制御装置。
前記制限値設定部は、前記車速が前記閾値よりも小さいと判定されてからの経過時間が長くなるにつれて、前記制限値を小さく設定する、
請求項１に記載の操舵制御装置。
前記操舵調整部は、前記車両の停止中に、前記指示角算出部が求めた前記操舵指示角を、操舵角速度が前記制限値よりも小さくなるように、調整する、
請求項１又は２に記載の操舵制御装置。