米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 車両 -> 日産自動車株式会社

発明の名称 自動操舵制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−1475(P2007−1475A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−185172(P2005−185172)
出願日 平成17年6月24日(2005.6.24)
代理人 【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
発明者 早川 泰久
要約 課題
GPS測位が不可となり自動操舵から手動操舵へ切り換わる際に、ドライバに操舵負荷が急にかかることにより違和感を与えることを回避し、手動操舵への移行をスムーズに行う。

解決手段
ロスト区間の走行難易度に応じた操舵制御変更距離Da2LKだけロスト区間の開始地点から手前の地点を操舵制御変更開始点Zsとし(ステップS6、S7)、操舵制御変更開始点Zsに到達するまでは、GPS測位による自車位置に基づいてドライバの操舵操作よりも位置制御を優先した全自動操舵制御を行う(ステップS9)。操舵制御変更開始点Zsに自車両が到達した時点で(ステップS8)、ドライバの操舵介入を許容しつつ自動操舵を行う半自動操舵制御に切り換え(ステップS22)、以後、GPS測位による自車位置又はデッドレコニングによる自車位置に基づいて半自動操舵制御を所定期間行った後、自動操舵を終了する(ステップS25)。
特許請求の範囲
【請求項1】
自車位置を検出する自車位置検出手段と、
自車両が走行する基準経路を検出する基準経路検出手段と、
前記自車位置検出手段で検出した自車位置に基づいて、自車両が前記基準経路に沿って走行するよう操舵制御を行う操舵制御手段と、を備えた自動操舵制御装置において、
前記操舵制御手段は、自車両が前記基準経路に沿って走行するための位置制御を優先した操舵制御を行う全自動操舵制御手段と、
ドライバの操舵介入を許容し且つ前記自車両が前記基準経路に沿って走行するように操舵制御を行う半自動操舵制御手段と、
前記基準経路上の、前記自車位置検出手段による自車位置の検出が困難となるロスト区間を検出するロスト区間検出手段と、
前記自車位置検出手段で前記自車位置の検出が可能なとき前記全自動操舵制御手段を作動し、
前記ロスト区間検出手段で前記ロスト区間が検出されたとき、自車両が前記ロスト区間に進入する前に、前記全自動操舵制御手段に換えて前記半自動操舵制御手段を作動する操舵制御切換手段と、を備えることを特徴とする自動操舵制御装置。
【請求項2】
前記ロスト状況検出手段で検出したロスト区間以降の前記基準経路の道路状況を検出し、当該道路状況に基づいて自車両の走行難易度を検出する走行難易度検出手段を備え、
前記操舵制御切換手段は、前記走行難易度検出手段で検出した前記走行難易度に応じて前記半自動操舵制御手段への切換タイミングを変更することを特徴とする請求項1記載の自動操舵制御装置。
【請求項3】
前記操舵制御切換手段は、前記走行難易度が高いときほど、前記ロスト区間からより手前の地点で前記半自動操舵制御手段に切り換えることを特徴とする請求項2記載の自動操舵制御装置。
【請求項4】
前記走行難易度検出手段は、前記ロスト区間の継続距離、前記ロスト区間の道路幅、前記ロスト区間の道路曲率、及び前記ロスト区間の道路曲率変化状況の少なくとも何れか1つに基づいて前記走行難易度を検出することを特徴とする請求項2又は請求項3記載の自動操舵制御装置。
【請求項5】
前記自車位置検出手段による自車位置の検出が困難となったとき自車位置を推定する自車位置推定手段を備え、
前記半自動操舵制御手段は、前記自車位置検出手段で検出した自車位置又は前記自車位置推定手段で推定した自車位置推定値に基づいて前記操舵制御を行うことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の自動操舵制御装置。
【請求項6】
ドライバがステアリングホイールを保舵しているかどうかを検出する保舵状況検出手段を備え、
前記操舵制御切換手段は、前記半自動操舵制御手段による操舵制御中に、前記保舵状況検出手段でドライバが保舵していることを検出したときには前記半自動操舵制御手段の前記制御期間を延長することを特徴とする請求項5記載の自動操舵制御装置。
【請求項7】
前記操舵制御切換手段は、前記自車位置推定手段で推定した自車位置推定値に基づく前記操舵制御中、前記基準経路に対する前記自車位置推定値の蓄積誤差を検出する蓄積誤差検出手段と、
当該蓄積誤差検出手段で検出した蓄積誤差に応じて、前記半自動操舵制御手段の作動終了タイミングを早める終了タイミング調整手段と、を備えることを特徴とする請求項5又は請求項6記載の自動操舵制御装置。
【請求項8】
前記終了タイミング調整手段は、前記蓄積誤差に応じて前記走行難易度検出手段で検出した走行難易度を補正し、
前記操舵制御切換手段は、補正後の走行難易度で特定される前記半自動操舵制御手段の作動開始時点を基準として前記制御期間を設定することを特徴とする請求項7記載の自動操舵制御装置。
【請求項9】
自車両前方の前記ロスト区間の位置を表すロスト区間情報を獲得するロスト情報獲得手段を備え、
前記ロスト区間検出手段は、前記ロスト情報獲得手段で獲得したロスト区間情報に基づいて、前記ロスト区間を検出することを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項に記載の自動操舵制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、自車両が基準経路に沿って走行するように自動操舵を行う自動操舵制御装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動操舵制御装置として、GPS測位により自車位置を測位し、この測位結果に基づいて自動操舵制御を行うようにしたものが提案されている。また、GPS衛星からの電波を取得することができなくなった場合等、GPS測位が不可となった場合には、ドライバにGPS測位が不可であることを通知すると共に停車し、ドライバに対して自動操舵から手動操舵への切り換えを要求したり、或いは、GPS測位が不可となったときに自動的に手動操舵へ切り換えたりするもの等も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2003−256038号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
前述のように、GPS測位が不可となったときに、自動操舵から手動操舵へ切り換えるようにした自動操舵制御装置においては、GPS測位が不可となったとき、ドライバは、基準経路に沿って走行すべく自動操舵を行っている状態から、速やかに手動操舵を開始する必要がある。ここで、基準経路に沿って走行する際の走行誤差が少なくなるように自動操舵制御を行おうとすればするほど、位置制御を重視した制御が行われるため、ドライバによる操舵介入がしにくい状態となる。このため、このようにドライバが操舵介入を行いにくい状態で、自動操舵から手動操舵への切り換えが行われると、自動操舵による操舵トルクが作用しておりドライバにとって操舵介入が行いにくい状態から、瞬時に自動操舵による操舵トルクが作用しない状態に切り換わることになり、且つドライバは基準経路に沿って走行するように操舵操作を行う必要があるため、特に、自動操舵による修正舵量が大きい場合等には、自動操舵から手動操舵に切り換わる際にドライバは違和感を覚えると共に、手動操舵に切り換わった後のドライバの操舵負荷が増加するという問題がある。
【0004】
また、GPS測位が不可となったときに自動操舵から手動操舵へ切り換えるようにしているため、GPS測位が不可となる毎に自動操舵と手動操舵とが切り換わることになり、GPS測位が不可となる状態が頻繁に生じた場合には、自動操舵と手動操舵との切り換えも頻繁に生じることになってドライバに煩わしさ感を与える可能性がある。
【0005】
これを回避するために、GPS測位が不可となった場合には、自律センサで検出される、車速、ヨーレート、横加速度等といった検出信号をもとに、デッドレコニングにより自車両の現在位置を推定し、これに基づいて、自動操舵を継続するということを前提に、自動操舵を解除するタイミングを遅らせるようにした方法等も提案されているが、GPS測位が復帰しなければ、デッドレコニングによる自動操舵が不可となった時点で自動操舵が解除されるため、この場合も手動操舵への切り換わり時のドライバの負荷が増加することになり、特に、GPS測位が不可となったときに、デッドレコニングにより自動操舵が行われる区間がカーブ路であった場合には、自動操舵が解除された時点で瞬時にドライバは操舵介入を開始してカーブ路走行を行うため操舵を行う必要があり、手動操舵への切り換わり時におけるドライバの負担が大きいという問題がある。
【0006】
そこで、この発明は上記従来の未解決の問題点に着目してなされたものであり、自動操舵から手動操舵への切り換わり時においてドライバに違和感を与えることを防止し且つドライバの負荷の増加を抑制することの可能な自動操舵制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係る自動操舵制御装置は、自車位置検出手段で自車位置の検出が可能なときは、この自車位置検出手段で検出される自車位置に基づいて、自車両が基準経路に沿って走行するように、ドライバの操舵操作等の外乱入力よりも操舵位置制御を優先した全自動操舵制御手段により操舵制御を行う。そして、自車位置検出手段で自車位置の検出が困難となるロスト区間が自車両前方の基準経路上に存在するときには、自車両が前記ロスト区間に進入する前に、全自動操舵制御手段に換えて、ドライバの操舵介入を許容しつつ自車両が基準経路に沿って走行するように操舵制御を行う半自動操舵制御手段を作動させる。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る自動操舵制御装置によれば、全自動操舵制御手段により、自車位置検出手段で検出される自車位置に基づいて自車両が基準経路に沿って走行するように位置制御を優先して操舵制御を行っている状態で、自車両前方の基準経路上に、ロスト区間を検出したときには、自車両がロスト区間に進入する前に、半自動操舵制御手段に切り換え、ドライバの操舵介入を許容しつつ自車両が基準経路に沿って走行するように操舵制御を行い、自動操舵とドライバによる手動操舵との協調性を重視した自動操舵を行うから、ロスト区間への進入に伴い手動操舵に切り換わったときには、ドライバは既に操舵を行っている状態か操舵を行う準備ができている状態であるため、ドライバは、自動操舵から手動操舵に切り換わることによって、負荷を感じたり違和感を覚えたりすることなくスムーズに手動操舵に移行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
図1中、1FL、1FR、1RL及び1RRはそれぞれ左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪であって、後輪1RL及び1RRは、エンジン2の駆動力が自動変速機3、プロペラシャフト4、最終減速装置5及び車軸6を順に介して伝達される駆動輪である。
【0010】
また、前輪1FL及び1FRは、ステアリングギヤ7、ステアリングシャフト8を介してステアリングホイール9に連結された操舵輪であり、ステアリングシャフト8には、電動モータで構成された操舵アクチュエータ10が連結されている。この操舵アクチュエータ10は、後述するコントローラ20から出力される操舵制御量Sδに応じて、前輪1FL及び1FRの操舵方向、操舵角、及び操舵速度を制御するように構成されている。
【0011】
また、各車輪1FL〜1RRには、車輪の回転速度に応じた周波数の車輪速Vfl〜Vrrを出力する車輪速センサ11FL〜11RRが配設されている。さらに、車両には、前後加速度Xgを検出する前後加速度センサ12と、横加速度Ygを検出する横加速度センサ13と、ヨーレートφを検出するヨーレートセンサ14と、操舵角δを検出する操舵角センサ15と、が備えられている。
また、車両には、人工衛星から送られる衛星電波を受信して現在の自車位置を検出するGPS16と、所定領域の道路地図情報を記憶したCD−ROMやDVD−ROM等の記憶媒体がセットされた記憶ユニット17とが搭載されている。
【0012】
これら、各車輪速センサ11FL〜11RRで検出する車輪速Vfl〜Vrrと、前後加速度センサ12で検出される前後加速度Xgと、横加速度センサ13で検出される横加速度Ygと、ヨーレートセンサ14で検出されるヨーレートφと、操舵角センサ15で検出される操舵角δと、GPS16で検出する自車位置情報と、記憶ユニット17に記憶された道路地図情報とが、例えばマイクロコンピュータで構成されたコントローラ20に入力される。なお、前記記憶ユニット17には、トンネル等によってGPS衛星の電波が取得できずに自車位置を検出することが困難となる区間(以下、ロスト区間と称す)の情報も記憶されている。
【0013】
前記コントローラ20では、図2の自動操舵制御処理を予め設定した周期で実行することで、前述した操舵アクチュエータ10に対する操舵制御量Sδを設定し、ドライバの操舵操作等の外乱により操舵角が変化することを回避し、GPS測位による自車位置が基準経路における目標位置となるように、ドライバの操舵操作よりも位置制御を優先した全自動操舵制御を行うと共に、GPS衛星の電波の取得が不可となるロスト区間に自車両が差しかかった際には、ロスト区間の走行難易度に応じたタイミングで、全自動操舵制御から半自動操舵制御に切り換え、ドライバによる操舵介入を許容し自動操舵と手動操舵との協調性を重視した半自動操舵制御を行う。なお、コントローラ20では、この自動操舵制御処理を、GPS測位が可能な状態となった時点で起動し、以後、予め設定した所定周期で実行する。
【0014】
具体的には、前記自動操舵制御処理では、まず、ステップS1で、GPS16で検出された自車位置に従って記憶ユニット17に記憶された道路地図情報を読込み、道路地図情報を構成するノードデータ(X,Y)のうち、図3に示すように、自車位置(Xown,Yown)を基準とし前後に所定距離だけとった範囲(X0,Y0)〜(Xn,Yn)を常時バッファに保有する。ここで、前方側の距離は、例えば、車速Vcに所定時間t1を乗じた値(=Vc・t1)、又は、この車速Vcと所定時間t1との乗算値及び予め設定した規定値との何れか大きい方に設定する。また、記憶ユニット17から読み込んだノードデータ(X,Y)に付随する、GPS測位が不可となるロスト区間であるか否か(1or0)を表す情報を読み込む。さらに、各種センサから出力される各車輪速Vfl〜Vrrと、前後加速度Xgと、横加速度Ygと、ヨーレートφとを読み込んでからステップS2に移行する。
【0015】
ステップS2では、前記ステップS1で読み込んだ各車輪速Vfl〜Vrrの平均値を算出しこれを車速Vcとする。
次いでステップS3に移行して、前記ステップS1で読み込んだノードの中で、GPS16からの電波の取得ができなくなるロスト区間の開始地点の該当ノード(Xlost,Ylost)を検出する。
【0016】
そして、自車両前方にロスト地点が存在しない場合には、ステップS3aからそのまま後述のステップS9に移行し、自車両前方にロスト区間が存在する場合にはステップS3aからステップS4に移行する。このステップS4では、ロスト開始地点と現在の自車位置(Xown,Yown)との間の距離D2lostを、次式(1)から算出する。
D2lost={(Xown−Xlost)2+(Yown−Ylost)21/2
……(1)
【0017】
なお、走行路側に、ロスト開始地点を通知するためのインフラストラクチャを配置すると共に、インフラストラクチャとの間で路車間通信を行うための路車間通信手段を自車両に搭載し、路車間通信手段によりインフラストラクチャと自車両との間で路車間通信を行い、インフラストラクチャから、ロスト開始地点及びGPS衛星の電波を再度取得することが可能となる地点の情報を獲得するようにしてもよい。同様に、他車両との間で車々間通信を行う車々間通信手段を自車両に搭載し、車々間通信手段により他車両との間で車々間通信を行い、ロスト開始地点及びGPS衛星の電波を再度取得することが可能となる地点の情報を獲得するようにしてもよい。
【0018】
次に、ステップS5では、GPSロスト後の自車両の基準経路の走行難易度Diffを算出する。
具体的には、まず、ロスト区間距離Dlostを算出する。このロスト区間距離Dlostは、GPS衛星からの電波の取得が不可となる区間の距離である衛星取得不能区間距離Dgpslostと、GPS衛星からの電波の取得が復帰し高精度な位置計測が再開されるまでの復帰区間距離Drecとの和として算出する。
【0019】
前記衛星取得不能区間距離Dgpslostは、前記ステップS3で検出したGPS衛星からの電波の取得が不可となるロスト開始地点のノード(Xlost,Ylost)と、GPS衛星からの電波を再度取得することが可能となる地点のノード(Xrec,Yrec)とに基づいて、次式(2)から算出する。
Dgpslost={(Xlost−Xrec)2+(Ylost−Yrec)21/2
……(2)
また、復帰区間距離Drecは、位置計測の復帰にかかる時間Trec(例えば、7秒程度)と車速Vcとに基づいて、次式(3)から算出する。
Drec=Trec×Vc ……(3)
【0020】
そして、前記(2)及び(3)式により算出された衛星取得不能区間距離Dgpslost及び復帰区間距離Drecに基づいて、次式(4)をもとにロスト区間距離Dlostを算出する。
Dlost=Dgpslost+Drec ……(4)
このようにして算出したロスト区間距離Dlostに基づいて、走行難易度Diffを算出する。この走行難易度Diffは、デッドレコニングでの誤差の起こり易さを示す指標であって、例えばロスト区間距離Dlost、ロスト区間の道路曲率、ロスト区間の曲率変化値、ロスト区間の道路幅等に基づいて設定する。
【0021】
前記走行難易度Diffは、数値が大きいほど、難易度が高いことを表し、例えば、ロスト区間距離Dlostに基づいて設定する場合には、図4(a)の特性図に示すように、ロスト区間距離Dlostが長くなるほどこれに比例して走行難易度Diffが高くなるように設定する。なお、図4(a)において横軸はロスト区間距離Dlost〔m〕、縦軸は走行難易度Diffである。
【0022】
また、走行難易度Diffを、ロスト区間の道路幅に基づいて設定する場合には、例えば図4(b)に示すように、道路幅が大きくなるほどこれに反比例して走行難易度Diffが高くなるように設定する。なお、図4(b)において横軸は道路幅〔m〕、縦軸は走行難易度である。なお道路幅は、道路地図情報から取得すればよい。
また、走行難易度Diffを、ロスト区間の道路曲率に基づいて設定する場合には、図4(c)の特性図に示すように、道路曲率が小さいときほど走行難易度Diffが高くなり且つ、道路曲率が小さいときほど道路曲率の変化に対する走行難易度Diffの変化が大きくなるように設定する。なお、図4(c)において横軸は道路曲率〔m〕、縦軸は走行難易度Diffである。また、ロスト区間の道路曲率は、道路地図情報から取得すればよい。
【0023】
また、走行難易度Diffを、ロスト区間の道路曲率変化値に基づいて設定する場合には、前記道路曲率変化値は、すなわち、操舵角変化と同等とみなすことができるから、ロスト区間の道路曲率からロスト区間の操舵角変化を予測し、図4(d)に示すように、操舵角変化が大きいときほど走行難易度Diffが高くなり且つ操舵角変化が大きいときほど操舵角変化の変化量に対する走行難易度Diffの変化量が大きくなるように設定する。なお、図4(d)において横軸は単位時間当たりの操舵角変化〔rad/s〕、縦軸は走行難易度Diffである。
【0024】
なお、走行難易度Diffは、上述のように各種パラメータに基づいて設定してもよく、また、各種パラメータに基づいて算出した複数の走行難易度に対して重み付けを行い、複数のパラメータに応じた走行難易度を加算して走行難易度Diffを算出するようにしてもよい。また、このようにして算出した走行難易度Diffに対し、さらに、道路摩擦係数μに応じて補正を行い、道路摩擦係数μが小さいときほど、走行難易度Diffが高くなるように補正してもよく、また、道路勾配変化が大きいときほど、走行難易度Diffが高くなるように補正してもよい。
【0025】
このようにして、走行難易度Diffを算出したならば、ステップS6に移行し、前記全自動操舵制御から半自動操舵制御に切り換えるタイミングを決定する操舵制御変更距離Da2LKを設定する。
この操舵制御変更距離Da2LKは、具体的には、車速Vcと予め設定した所定時間とを乗算して算出し、且つ、前記所定時間を走行難易度Diffが高いときほど長くなるように設定することで、図5の特性図に示すように、走行難易度Diffが大きいときほど、操舵制御変更距離Da2LKが大きくなるように設定する。なお、図5において、横軸は走行難易度Diff、縦軸は操舵制御変更距離Da2LKである。
【0026】
次いで、ステップS7に移行し、ロスト開始地点のノード(Xlost,Ylost)から、ステップS6で算出した操舵制御変更距離Da2LKだけ手前の地点に相当するノード(Xn、Yn)を操舵制御変更開始点Zsとして設定する。
次いで、ステップS8に移行し、自車両がステップS7で設定した操舵制御変更開始点Zsに相当するノードに到達したかどうかを判断する。自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達していなければ、ステップS9に移行し、ドライバの操舵操作よりも位置制御を優先した位置制御重視の操舵制御である全自動操舵制御を行う。
【0027】
この全自動操舵制御は、ステアリングホイールに対するドライバの操舵介入等による外乱の影響を極力小さくし、ドライバの操舵介入を必要とすることなく基準経路に沿って走行するように操舵制御を行うものである。例えば、自車両の現在位置を基準経路に沿って走行するための目標位置に制御し得る操舵角相当値を、操舵制御量Sδとしてステアリング機構に与え、サーボ剛性を高く組んだ位置制御系によって操舵制御を行う。
【0028】
具体的には、図6のフローチャートに示すように、まず、ステップS31で基準経路との誤差を検出するための、前方注視点距離D1先の前方注視点P1を設定する。この前方注視点距離D1は、図7(a)に示すように、前記前方注視点P1の位置が、車速Vcが高いときほど、自車両からより前方の位置となるように設定する。また、自車両から前方注視点距離D1だけ先の地点に設定する前方注視点P1とは別に、将来の操舵量を予測する第2の前方注視点P2を、自車両から第2の前方注視点距離D2だけ先の地点に設定し、2種類の前方注視点して自動操舵制御を行うようにした自動操舵制御装置の場合には、図7(b)又は(c)に示すように、前方注視点距離を別々に設定する。なお、以後、ここでは、前方注視点P1及びP2を用いる場合について説明する。前記前方注視点P1のみを用いる場合には、公知の手順で、操舵制御を行えばよい。
【0029】
次にステップS32では、第2の前方注視点P2において将来の操舵量を予測するための曲率半径ρを算出する。
図8に示すように、第2の前方注視点P2を中央として前後に所定距離Dsをとった地点における最寄りのノードをPF及びPRとし、P2及びPRを結ぶ線分P2PRと、P2及びPFを結ぶ線分P2PFとで成す角度θと、PF及びPRの距離dとをそれぞれ算出する。ここで、所定距離Dsは、車速Vcに、例えば1秒程度の一定時間t2を乗じて算出する(Ds=Vc×t2)。
【0030】
なお、所定距離Dsが極めて短くなることを抑制するために最小値DMINを設け、この最小値DMIN及び車速Vcに応じて算出される値のうち大きい方を所定距離Dsとして算出するようにしてもよい。
そして、PF、P2及びPRを通る円弧の中心Oは、線分P2PFの中点aを通る垂直2等分線Aと、線分P2PRの中点bを通る垂直2等分線Bとの交点であり、線分P2PRと線分P2PFとで成す角度θは、垂直2等分線A及びBの成す∠aObに等しくなる。また、∠PFOPRは∠aObの2倍であるので、角度θ及び距離dに基づいて次式(5)をもとに曲率半径ρを算出する。
ρ=d/2・sinθ ……(5)
【0031】
次に、ステップS33では、誤差を検出するための前方注視点P1において、自車両の基準経路に対する横偏差YEを算出する。この基準経路に対する横偏差YEは、自車両の車両姿勢から求まる横偏差YSと、車両旋回状態から求まる横偏差YPとを加算して算出する(YE=YS+YP)。
具体的には、まず、車両のスリップ角θsを算出する。このスリップ角θsは、前後加速度Xg及び横加速度Ygに基づいて次式(6)から算出する。
θs=tan-1(Yg/Xg) ……(6)
【0032】
また、図9に示すような、基準座標上における自車両のヨー角をε1、前方注視点P1を通り速度ベクトルVに直角な直線Cと基準経路との交点Qにおける基準座標に対する基準経路のずれ角をεTとすると、基準経路に対する自車両のヨー角εRは次式(7)で表される。
εR=εT−ε1 ……(7)
さらに、初期状態における基準経路と自車位置との横偏差をYUとすると、車両姿勢に応じた横偏差YSは、横偏差YU、前方注視点距離D1、ヨー角εR及びスリップ角θsに基づいて次式(8)から算出される。
S=YU+D1・tan(εR+θs) ……(8)
【0033】
次に、車両が定常円旋回を行っているとすると、スリップレートを無視することができるので、車両旋回状態から求まる横偏差YPは、次式(9)で表される。
P=D1・tanβ ……(9)
なお、β=1/2・sin-1(D1・ε1/Xg)である。
そして、前記(8)及び(9)式により算出される横偏差YS及び横偏差YPに基づいて、基準経路に対する横偏差YEを算出する。
【0034】
次にステップS34では、第1操舵量δ1を、前方注視点P1を通過する基準経路に対する横偏差YEに基づいて次式(10)から算出する。
δ1=k1・YE+k2・(dYE/dt) ……(10)
なお、(10)式中の、k1及びk2は係数であり、直線走行時の外乱に対して追従誤差が拡大しないように最適な値を実験から求めることが望ましい。
次に、ステップS35では、第2操舵量δ2を、前記ステップS32で算出した曲率半径ρと車両のホイールベースLとに基づいて算出する。
δ2=L/ρ ……(11)
【0035】
次いでステップS36に移行して、前記ステップS34で算出した第1操舵量δ1と前記ステップS35で算出した第2操舵量δ2とに基づいて、次式(12)から、基準経路に沿って自車両が走行するために必要な目標操舵角δcを算出する。
δc=δ1+δ2 ……(12)
次にステップS37では、実際の操舵角を、前記ステップS36で算出した目標操舵角δcに制御するために必要な操舵トルクを算出し、これを操舵制御量Sδとして操舵アクチュエータ10に出力する。そして、タイマ割込処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
【0036】
これによって、操舵アクチュエータ10では、指定された操舵制御量Sδに応じてステアリングシャフト8を回動され、操舵角δnowが目標制御角δcとなるように制御されることになる。以上により、全自動操舵制御が終了する。
一方、前記ステップS8で、自車両がステップS7で設定した操舵制御変更開始点Zsに到達していればステップS10に移行し、GPS衛星からの電波をロストした、GPSロスト状態であるかどうかを判断する。つまり、GPS衛星からの電波に基づいて高精度な位置計測が不能な状態であるときGPSロスト状態であると判断し、ステップS11に移行する。
【0037】
このステップS11では、デッドレコニングにより自車両の現在位置を推定する。このデッドレコニングでは、各種センサで検出した、車輪速Vfl〜Vrrと、横加速度Ygと、ヨーレートφ等との値に基づいて、公知の手順で自車両の現在位置を推定する。なお、GPSロスト状態であるときには、デッドレコニングにより推定した現在位置情報に基づいて、自車両前方の、道路地図情報を、記憶ユニット17から読み込むように構成されている。
そして、デッドレコニングにより現在位置を推定したならば後述のステップS21に移行する。
【0038】
一方、前記ステップS10の処理で自車両がGPSロスト状態でない場合には、ステップS12に移行し、GPSロスト状態から高精度な位置計測を行うことの可能な状態に移行した状態であるかどうかを判断する。そして、ロスト区間を通過し終えた場合等、GPSロスト状態から復帰した状態である場合にはステップS9に移行し、前述の全自動操舵制御を行う。
前記ステップS12で、GPSロスト状態からGPS測位が可能な状態に復帰した状態でない場合、つまり、これからロスト区間に進入する場合には、ステップS21に移行する。
【0039】
このステップS21では、自車両が前記ステップS7で設定した操舵制御変更開始点Zsに到達してからの経過時間が、予め設定した所定時間t11に達したかどうかを判断する。なお、この経過時間は、前記ステップS8で自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達した時点でタイマを起動すること等によって計測する。また、前記所定時間t11は、後述の半自動操舵制御が実行される継続時間を規定するものであって、デッドレコニングによる自車位置の精度を確保することの可能な時間であり、且つ、自動操舵から手動操舵に切り換えた際に、ドライバに対して急に操舵負荷がかかることに起因してドライバに違和感を与えることを回避することの可能な時間に設定される。
【0040】
そして、自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達してから所定時間t11が経過していない場合には、ステップS22に移行し半自動操舵制御を行う。
この半自動操舵制御は、自動操舵とドライバの操舵操作との協調性を確保し、ドライバによる操舵介入が容易となるように自動操舵制御を行うものである。例えば、自車両の現在位置を基準経路に沿って走行するための目標位置に制御し得る操舵力相当値を、操舵制御量Sδとしてステアリング機構に与え、力制御系によって操舵制御を行う。
【0041】
具体的には、図10に示す手順で処理を行う。図10において、ステップS31からステップS35の処理は、上記全自動操舵制御における処理と同様であって、前方注視点P1及びP2を設定し(ステップS31)、前方注視点P2における曲率半径ρを算出し(ステップS32)、前方注視点P1における自車両の目標経路に対する横偏差YEを算出し(ステップS33)、横偏差YEに応じた第1操舵量δ1を算出する(ステップS34)。さらに、曲率半径ρに基づいて第2操舵量δ2を算出する(ステップS35)。
【0042】
このようにして第1操舵量δ1及び第2操舵量δ2を算出したならば、ステップS36aに移行し、前記ステップS34で算出した第1操舵量δ1と前記ステップS35で算出した第2操舵量δ2とに基づいて、最終的にステアリングに出力する目標操舵トルクTδを算出する。
具体的には、まず、現在の操舵角δnowと、目標操舵角δcとの偏差Δδを求める。なお、目標操舵角δcは、前記第1操舵量δ1と第2操舵量δ2との和(δc=δ1+δ2)である。
【0043】
そして、この偏差Δδに予め設定したゲインKstrを乗算し、次式(13)から、目標操舵トルクTδを算出する。
Tδ=Kstr×Δδ ……(13)
なお、前記ゲインKstrは、偏差Δδを、ドライバによる操舵介入を許容し且つ、操舵角を、目標操舵角δcと一致するように制御し得るトルクに変化する値であって、実験等によって算出される。
【0044】
そして、このようにして、目標操舵トルクTδを算出したならば、ステップS37に移行し、ステップS36aで算出した目標操舵トルクTδを操舵制御量Sδとして操舵アクチュエータ10に出力する。そして、タイマ割込処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
これによって、操舵アクチュエータ10では、目標操舵トルクTδを発生させこれをステアリングシャフトに作用させることにより、操舵角が目標操舵角δcと一致するよう制御する。
【0045】
また、半自動操舵制御では、ロスト区間の通過に伴い、自動操舵が解除されることをドライバに通知するための警報や、自動操舵が解除されるまでの時間等をドライバに通知する処理を行い、ドライバに対して手動での操舵を促す。以上によって、半自動制御処理が終了する。
一方、前記ステップS21で、自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達してから所定時間が経過した場合には、ステップS23に移行し、ドライバがステアリングホイールを握っているか、すなわち、ステアリングホイールの操作が行われているか又は保舵が行われているかどうかを判断する。
【0046】
この判断は、例えば、ステアリングコラム内に内蔵されたトルクセンサに予め設定したしきい値以上のトルクがかかっているかどうかを検出すること等により行う。
そして、ドライバがステアリングホイールを握っていないと判断されるときには、ステップS25に移行し、半自動操舵制御共に終了する。つまり、デッドレコニングによる自車位置に基づく自動操舵制御では十分な制御精度を確保することは困難とし、この時点で自動操舵制御処理自体を終了する。そして、以後、再度GPS測位が可能な状態となったとき自動操舵制御処理を起動する。このとき、例えば、自動操舵制御を終了する旨をドライバに通知するための警報を発生する等の対処を行って終了する。また、前記ステップS23でドライバがステアリングホイールを握っていないと判断されている場合には、減速する或いは停車する等の対処を行って自動操舵制御処理を終了する。
【0047】
一方、ステップS23でドライバがステアリングホイールを握っていると判断されるときには、ステップS24に移行し、前記ステップS8で設定した制御変更開始地点Zsからの自車両の走行距離が、予め設定したしきい値LKd2に達したかどうかを判断する。そして、制御変更開始地点Zsからの走行距離が、前記しきい値LKd2に達していないときには、ステップS22に移行し、半自動操舵制御を行う。
【0048】
なお、前記走行距離のしきい値LKd2は、ステップS21における制御変更開始地点Zs到達後の経過時間が前記所定時間t11相当であるときの、走行距離LKd1(=所定時間t11×Vc)よりも長い値に設定され、例えば、所定時間t12×Vcで算出される値に設定される。つまり、デッドレコニングによる自車位置に基づく自動操舵制御は十分な制御精度を確保することは困難ではあるが、ドライバがステアリングホイールを握っていることから、自動操舵制御の制御精度は多少低下するが、自動操舵制御は継続可能として半自動操舵制御を行う。したがって、走行距離のしきい値LKd2は、ドライバがステアリングホイールを握っている状態で、デッドレコニングによる自車両の現在位置に基づき自動操舵制御を継続することの可能な走行距離に設定される。
一方、制御変更開始地点Zsからの走行距離がしきい値LKd2に達したときにはステップS25に移行し、ドライバがステアリングホイールを握っていてもこれ以上の自動操舵制御は困難として、自動操舵制御処理を終了する。
【0049】
次に、上記第1の実施の形態の動作を説明する。
今、自車両MがGPS衛星からの電波を良好に受信可能な走行路を走行している場合には、自車両Mは、受信したGPS衛星からの電波に基づいて自車位置を検出する。そして、自車両の現在位置に基づいて、記憶ユニット17から自車両前方の道路地図情報を獲得する(ステップS1、S2)。道路地図情報から、自車両前方の所定領域には、GPSロスト状態となるロスト区間が存在しないと判断される場合には(ステップS3)、ステップS3aからステップS9に移行し、全自動操舵制御を行う。すなわち、GPS測位により検出した自車両の現在位置が、道路地図情報から得られる基準経路に沿って走行するための、目標とする位置となり得る目標操舵角を算出し、この目標操舵角を実現するように操舵アクチュエータ10を駆動する。
【0050】
これによって、自車両は、ドライバの操舵介入や外乱等の影響を受けることなく、且つ、ドライバの操舵介入を必要とすることなく、基準経路に沿って走行することになる。
この状態から、自車両前方の道路地図情報に基づいて、自車両の走行路前方にトンネル等が存在するため、GPSロスト状態となるロスト区間が存在する場合には、ステップS3の処理でロスト開始地点のノードが検出され、ロスト開始地点に到達するまでの距離が算出される(ステップS4)。さらに、道路地図情報からロスト区間の走行難易度が算出され(ステップS5)、これに応じて、操舵制御変更距離Da2LKが設定され(ステップS6)、操舵制御変更開始点Zsが設定される(ステップS7)。例えば、前記図4(a)から図4(d)に示すように、トンネル区間が長い場合等、ロスト区間の距離が長いときほど走行難易度は大きな値に設定され、また、ロスト区間の道路幅が狭いときほど走行難易度は大きな値に設定され、また、トンネルがカーブしておりその曲率が小さいときほど走行難易度は大きな値に設定され、ステアリングホイールの操舵速度が速いときすなわち急操舵しているときほど走行難易度は大きな値に設定される。
【0051】
このとき、例えば、図11に示すように、自車両前方に比較的距離の短いトンネルTuが存在し、且つ直進路を走行している場合には、走行難易度は比較的小さな値に設定される。逆に、図12に示すようにトンネルTuが比較的距離の長いトンネルである場合には、走行難易度は比較的大きな値に設定される。
このため、図11のように、比較的距離の短いトンネルTuの場合には、操舵制御変更距離Da2LKは比較的短い値に設定されることから、トンネルTuの入口手前の、トンネルTuに比較的近い地点が操舵制御変更開始点Zsとして設定される。逆に、図12のように、比較的距離の長いトンネルTuの場合には操舵制御変更距離Da2LKは比較的長い値に設定されることから、トンネルTuの入口手前の、トンネルTuから比較的遠い地点が操舵制御変更開始点Zsとして設定される。
【0052】
そして、この操舵制御変更開始点Zsに自車両が到達するまでの間は、ステップS8からステップS9を経てステップS1に戻り、引き続きGPS測位により得た自車位置に基づいて自車両が基準経路に沿って走行するよう位置制御を重視した全自動操舵制御による自動操舵が行われる。
そして、自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達すると、ステップS8からステップS10に移行するが、GPSロスト状態でない間は、ステップS10からステップS12、ステップS21を経てステップS22に移行し、GPS測位により検出した自車両の現在位置に基づいて、ドライバとの協調性を重視した半自動操舵制御による自動操舵が行われ、その後、自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達してから所定時間t11が経過するまでの間、つまり、図11に示す、操舵制御変更開始点Zsからの走行距離がLKd1となるまでの区間は、半自動操舵制御による自動操舵が行われることになる。
【0053】
したがって、ドライバが、自車両がトンネルに進入するため、GPSロスト状態となることを認識しステアリングホイールを握り操舵操作を行った場合には、ドライバの操舵操作を許容しつつ自動操舵による操舵が行われることになる。
そして、トンネルTuの長さが比較的短いことから、所定時間t11が経過する以前に自車両がトンネルTuを通過し終え、GPSロスト状態から復帰し、図11の地点ZrecでGPS測位により高精度に自車位置を検出可能な状態となると、ステップS10からステップS12を経てステップS9に移行し、全自動操舵制御を行う。したがって、地点Zrec以後、全自動操舵制御による自動操舵が再開されることになり、位置制御を重視した自動操舵制御が行われることになる。したがって、地点Zrecから、ドライバの操舵介入を必要としなくとも基準経路に沿って走行することが可能となる。
【0054】
このように、トンネルTuに進入するとGPSロスト状態となるが、GPSロスト状態である間は、デッドレコニングによる位置検出値に基づいて半自動操舵制御により自動操舵制御を行うことにより、自動操舵を継続しつつ、ドライバの操舵操作を許容するようにしている。したがって、図11に示すように短いトンネルを走行している場合等、一時的にGPSロスト状態となる場合には、半自動操舵制御によって自動操舵が継続されるから、一時的にGPSロスト状態となる毎に、手動操舵に切り換わることを回避することができ、ドライバに手動操舵を行う煩わしさ間を与えることを回避することができる。
【0055】
一方、図12に示すように、比較的長いトンネルTuに進入し、自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達してから所定時間t11が経過するまでの間、つまり、図12に示すように操舵制御変更開始点Zsから所定時間t11相当の距離LKd1が経過するまでの間にGPSロスト状態から復帰しない場合には、所定時間t11が経過するまでの間は、ステップS21からステップS22に移行して、デッドレコニングにより半自動操舵制御が継続されるが、所定時間t11が経過するとステップS21からステップS23に移行する。そして、このとき、ドライバがトンネル通過によりGPSロスト状態であることを認識し、ステアリングホイールを握っておりドライバに手動操舵を行う意志があると予測されるときには、ステップS23からステップS24を経てステップS22に移行し、引き続き半自動操舵制御により自動操舵が行われ、操舵制御変更開始点Zsから所定距離LKd2が経過した地点Zd2で、ステップS25に移行し、自動操舵制御処理が終了し手動操舵に切り換わる。ここで、この切り換わり地点Zd2では、ドライバは、手動操舵への切り換わりを認識して、ステアリングホイールを握り、ある程度操舵を行っているか操舵を行う用意ができている状態にある。したがって、地点Zd2で自動操舵から手動操舵に切り換わったとしても、手動操舵を行うことに対してドライバは大きな負荷を感じることはない。よって、カーブ路等ドライバに操舵負荷がかかるような走行路を走行している状態で、自動操舵から手動操舵への切り換わったとしても、ドライバの操舵負荷が大きく増加することはない。
【0056】
また、このとき、操舵制御変更開始点Zsから所定時間t11が経過した時点以後は、デッドレコニングによる自車両の現在位置の検出精度が低下することになるが、前述のようにドライバがステアリングホイールを握っているときにのみ、引き続き半自動操舵制御を行うようにしている。したがって、自車両の現在の位置の検出精度は低下するものの、その精度の低下をドライバの操舵操作により補うようにしているから、ドライバの操舵操作により自動操舵の精度低下分を補いつつ、引き続き自動操舵を行うことができ、すなわち、自動操舵の継続時間をより延長させることができ、その分ドライバの操舵負荷を軽減することができる。
【0057】
一方、自車両が操舵制御変更開始点Zsから所定時間t11が経過した時点でドライバがステアリングホイールを握っていない場合には、ステップS23からステップS25に移行し、減速或いは停車して自動操舵制御処理が終了する。
したがって、デッドレコニングによる自車両の現在位置の検出精度が低下した時点で、自動操舵が解除されるから、精度が低下した現在位置に基づいて自動操舵が継続されることを回避することができる。
【0058】
また、このとき、図11に示すように、トンネルの長さが短い場合に比較してトンネルの長さが長い場合の方が、ロスト区間の距離が長いことから、トンネルの長さが長い場合の方が、走行難易度Diffはより大きな値に設定される。操舵制御変更距離Da2LKは、図5に示すように、走行難易度Diffが高いときほどより長い距離に設定され、操舵制御変更開始点Zsは、トンネル入口の地点よりも、より手前の地点に設定されることから、ロスト区間に進入する際に、走行難易度Diffが高いときほどより早い時点で半自動操舵制御が開始され、走行難易度Diffが低いときほどロスト区間により近づいて時点で半自動操舵制御が開始されることになる。
【0059】
したがって、比較的ロスト区間が短い場合等、走行難易度Diffが低いときには、より遅い時点で半自動操舵制御を開始するから、ロスト区間進入後、より遅い時点まで、半自動操舵制御が継続されることになる。このため、短いトンネルを通過する場合等一時的にGPSロスト状態となる場合に、ロスト区間走行中に、手動操舵に切り換わることを回避することができ、手動操舵への切り換えに伴ってドライバに煩わしさ感を与えることを回避することができる。
【0060】
逆に比較的ロスト区間が長い場合等、走行難易度Diffが高いときには、より早い時点で半自動操舵制御を開始し、より早い時点でドライバに手動操舵への切り換えを促すから、長いトンネル等走行難易度の高い走行路通行中に、GPS測位による自車検出位置よりも精度の低いデッドレコニングによる自車位置に基づき自動操舵が長い時間継続されることを回避すると共に、ロスト区間進入に先立って、より早い時点でドライバにステアリングホイールを握らせ、より早い段階から、ドライバに対して手動操舵を行うよう仕向けることによって、自動操舵が終了する以前に、より確実に手動操舵に対する準備を行わせることができ、安全性をより向上させることができる。
【0061】
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
この第2の実施の形態は上記第1の実施の形態において、コントローラ20で実行される自動操舵制御処理の処理手順が異なること以外は同様であるので、同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。
図13は、第2の実施の形態において実行される自動操舵制御処理の処理手順の一例である。
【0062】
この第2の実施の形態における自動操舵制御処理において、ステップS1からステップS12の処理は上記第1の実施の形態における図2に示す自動操舵制御処理と同様である。
この第2の実施の形態では、図13に示すように、ステップS11でデッドレコニングによる位置検出を行ったとき、又は、ステップS12でGPSロスト状態からの復帰ではないと判断されるときには、ステップS41に移行し、操舵補正積算量Erの算出を行う。
【0063】
具体的には、デッドレコニングにより推定した自車両の現在位置の蓄積誤差を推定する。この蓄積誤差は、追従誤差を補正するためのフィードバック制御量の積算量が大きければ大きいときほど、実際の自車両の現在位置と推定した自車量の位置との差を表す推定蓄積誤差は大きくなるとみなして算出する。
まず、後述のステップS44で、前記図2のステップS9の処理と同様に実行される全自動操舵制御において算出される目標操舵トルクTδを、GPSロスト状態となって以後、デットレコニングによる位置検出が開始された時点から積算し、目標操舵トルクTδの積算値ΣTδを算出する。
【0064】
そして、このようにして算出した目標操舵トルクTδの積算値ΣTδに予め設定したゲインKを乗算し、これを操舵補正積算量Erとする。なお、前記ゲインKは、例えば実験等によって算出される。
このようにして、操舵補正積算量Erを算出したならば、ステップS42に移行し、前記操舵補正積算量Erの大きさに応じて、前記ステップS5で算出した走行難易度Diffを補正する。具体的には、操舵補正積算量Erに応じて前記走行難易度Diffがより大きくなるように補正し、且つ、操舵補正積算量Erが大きいときほど走行難易度Diffがより高くなるように補正する。さらに、補正した走行難易度Diffに基づいて、前記ステップS6及びステップS7の処理と同様の手順で、操舵制御変更距離Da2LKを算出し、さらに、操舵制御変更開始点Zs′を新たに設定する。
【0065】
そして、ステップS43に移行し、この補正した走行難易度Diffに基づく操舵制御変更開始点Zs′に自車両が到達した時点から所定時間t11が経過したかを判断する。具体的には、例えば、現在の車速Vc或いは、現時点以前の所定期間における車速Vcの平均値等の車速の代表値を設定し、この車速の代表値と所定時間t11とを乗算して、所定時間t11に自車両が進んだ距離を算出し、この距離だけ、新たに設定した操舵制御変更開始点Zs′から進んだ地点を特定する。そして、この地点に自車両が到達したかどうかを判断する。
そして、自車両が、補正後の操舵制御変更開始点Zs′から、所定時間t11相当距離だけ進んだ位置に到達していない場合には、ステップS44に移行し、前記ステップS22の処理と同様に半自動操舵制御を行う。
【0066】
一方、自車両が、所定時間t11相当距離だけ進んだ位置に到達した場合にはステップS45に移行し、前記図2のステップS23の処理と同様の手順で、ドライバがステアリングホイールを握っているかどうかを判断する。そして、ステアリングホイールを握っていない場合にはステップS47に移行して、自動操舵を終了するが、ステアリングホイールを握っている場合には、ステップS46に移行する。そして、このステップS46では、前記ステップS42で補正した操舵制御変更開始点Zs′からの走行距離が、所定距離LKd2に達したかどうかを判断し、所定距離LKd2に達していなければステップ44に移行し引き続き半自動操舵制御を行い、所定距離LKd2に達している場合には、ステップS47に移行し、自動操舵制御処理を終了する。
【0067】
次に、上記第2の実施の形態の動作を説明する。
今、図14に示すように、自車両は直進路を走行しており、その前方にトンネルTuが存在しているものとする。
自車両では、上記第1の実施の形態と同様に、道路地図情報に基づいて自車両前方にロスト区間の存在を検出していないときには、ステップS3aからステップS9に移行し、全自動操舵制御を行い、ドライバの操舵介入等によるステアリング機構への操舵入力の影響を除去し、自車両の現在位置が目標とする位置をなるように自動操舵制御を行い、自車両のドライバの操舵介入を受けなくとも基準経路に沿って走行する全自動操舵状態となる。
【0068】
この状態から、自車両前方にロスト区間の存在を検出すると、ロスト区間の走行難易度Diffを算出し(ステップS5)、これに基づいて操舵制御変更開始点Zsを設定し(ステップS6、S7)、自車両が操舵制御変更開始点Zsに到達していないときには、ステップS9に移行して引き続き全自動操舵制御を実行するが、自車両が制御変更開始地点Zsに到達したならばステップS8からステップS10、S12を経てステップS41に移行する。そして、GPSロスト状態でない間は、操舵補正積算値Erの算出は行われないから、前記ステップS5で設定された、ロスト区間の道路情報に応じた走行難易度Diffに基づいて設定した操舵制御変更開始点Zsを基準とした半自動操舵制御が行われるが、GPSロスト状態となり、デッドレコニングによる自車両の現在位置に基づく半自動操舵制御が行われる状態となると、デッドレコニングによる自車両の現在位置に基づく半自動操舵制御における目標操舵トルクTδの積算値ΣTδの算出が開始される。
【0069】
そして、この積算値ΣTδに基づき操舵補正積算値Erを算出し、これに応じて走行難易度Diffを補正し、補正した走行難易度Diffに応じて、再度、操舵制御変更開始点Zs′を算出する(ステップS42)。そして、補正した操舵制御変更開始点Zs′を基準として、自車両が操舵制御変更開始点Zs′に到達してから、所定時間t11が経過したかどうかが判断される。
【0070】
ここで、デッドレコニングでは、自車両の車速やヨーレート、横加速度等に基づいて自車両の現在位置を算出するようにしているため、例えば、デッドレコニング中に、わだちや路面くぼみを通過した場合等、走行路の状態によっては、デッドレコニングによる自車両の推定位置と、実際の現在位置との差が大きくなる可能性があり、自車両の現在位置の検出精度が低下する可能性がある。特に、ロスト区間距離が長い場合には、検出精度が低下した現在位置に基づいて自動操舵が行われることになり、自動操舵の制御精度が低下する可能性がある。
【0071】
しかしながら、半自動操舵制御における目標操舵トルクTδの積算値である操舵補正積算値Erに応じて走行難易度Diffを補正し、目標とする自車両の走行位置とデッドレコニングによる自車両の現在位置との差が大きいと予測されるときほど、走行難易度Diffがより高くなるように補正し、操舵制御変更開始点Zs′が、ロスト区間よりも手前の、ロスト区間からより遠い地点にあると仮定し、この前倒しにした操舵制御変更開始点Zs′を基準として、半自動操舵制御の終了タイミングを決定することで、半自動操舵制御の終了地点が、より前倒しの地点となるように補正している。
【0072】
したがって、わだち等による実際の路面状況等の影響によって、自車両の現在位置の推定精度が低下した場合には、道路情報に応じて設定した走行難易度Diffに基づく半自動操舵制御の終了地点(Zd1、Zd2)よりも、より手前の地点Zd1′、Zd2′で自動操舵制御が終了されるから、推定精度が低下した自車両の現在位置に基づいて、自動操舵が継続されることを回避することができ、安全性をより向上させることができる。
【0073】
また、このとき、半自動操舵制御における目標操舵トルクTδの積算値である操舵補正積算値Erに応じて、走行難易度Diffを補正するようにし、実際の制御量つまり実際の誤差量に基づいて走行難易度Diffを補正しているから、わだち等による影響に相当する距離だけ、半自動操舵制御の終了時点を前倒しにすることができ、半自動操舵制御の終了タイミングを的確な位置に変更することができる。
【0074】
なお、上記第2の実施の形態においては、操舵制御変更開始点Zsを補正することで、半自動操舵制御の終了タイミングを早めるようにした場合について説明したが、これに限るものではない。
例えば、前記半自動操舵制御の終了タイミングを規定する所定時間t11及び所定距離LKd2を、補正した走行難易度Diffに応じて短縮することで終了タイミングを早めるようにしてもよい。
【0075】
この場合には、例えば、前記所定時間t11と、所定距離LKd2を規定する所定時間t12とに、図15の制御マップに示すように、走行難易度が高いときほど、小さな値となる修正係数を乗算して、これら所定時間t11、t12を補正し、図13のステップS43、ステップS46の処理で、補正した所定時間t11及び補正したt12に応じて設定される所定距離LKd2に基づいて、半自動操舵制御を終了するかどうかを判断するようにすればよい。
【0076】
また、上記第2の実施の形態では、目標操舵トルクTδの積算値から、操舵補正積算値Erを算出する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、目標操舵角δcと現在の操舵角δnowとの差Δδの積算値等、デッドレコニングによる自車両の現在位置の推定誤差に相当する値を算出するようにしてもよい。
また、上記第2の実施の形態では、操舵補正積算値Erの大きさに関わらず走行制御変更開始点Zsを補正するようにした場合について説明したが、例えば、操舵補正積算値Erがしきい値よりも大きくなり、ある程度の推定誤差が生じたと判断される状態となったときに、走行制御変更開始点Zsを補正するようにしてもよい。
【0077】
また、上記各実施の形態においては、ロスト区間の位置情報を、道路地図情報から獲得する場合について説明したがこれに限るものではなく、例えば、他車両との間で車々間通信を行うための車々間通信装置や、走行路側に配置されたインフラ設備との間で路車間通信を行うための路車間通信装置を搭載し、車々間通信や路車間通信により他車両或いは走行路側からロスト区間の位置情報を獲得するようにしてもよい。
【0078】
また、上記各実施の形態においては、ロスト区間として、トンネルの位置を検出するようにした場合について説明したが、トンネルに限るものではなく、例えば、地形的な問題でGPS衛星から電波を受信することのできないような区間等、GPS衛星からの電波を受信することが困難である地点を、ロスト区間として設定すればよい。
また、上記各実施の形態においては、GPSロスト状態となった後、デッドレコニングにより自車両の現在位置を推定し、推定した自車両の現在位置に基づいて半自動操舵制御を所定期間継続するようにした場合について説明したが、デッドレコニングを行わず、GPSロスト状態となった時点で自動操舵を終了するようにした場合であっても適用することができる。
【0079】
なお、上記第1の実施の形態において、GPS16が自車位置検出手段に対応し、図2のステップS1の処理で、GPS16で検出した自車位置に基づき記憶ユニット17から自車両前方の道路地図情報を獲得する処理が基準経路検出手段及びロスト情報獲得手段に対応し、ステップS3の処理がロスト区間検出手段に対応し、ステップS5の処理が走行難易度検出手段に対応し、ステップS11の処理が自車位置推定手段に対応している。また、図2のステップS9及びステップS22の処理が操舵制御手段に対応し、ステップS9の処理が全自動操舵制御手段に対応し、ステップS22の処理が半自動操舵制御手段に対応している。また、図2のステップS4からステップS8、ステップS10からステップS21、ステップS23からステップS25の処理が操舵制御切換手段に対応し、ステップS23の処理が保舵状態検出手段に対応している。
【0080】
また、第2の実施の形態において、GPS16が自車位置検出手段に対応し、図13のステップS1の処理で、GPS16で検出した自車位置に基づき記憶ユニット17から自車両前方の道路地図情報を獲得する処理が基準経路検出手段及びロスト情報獲得手段に対応し、ステップS3の処理がロスト区間検出手段に対応し、ステップS5の処理が走行難易度検出手段に対応し、ステップS11の処理が自車位置推定手段に対応している。また、図13のステップS9及びステップS44の処理が操舵制御手段に対応し、ステップS9の処理が全自動操舵制御手段に対応し、ステップS44の処理が半自動操舵制御手段に対応している。また、図13のステップS4からステップS8、ステップS10からステップS43、ステップS45からステップS47の処理が操舵制御切換手段に対応し、ステップS45の処理が保舵状態検出手段に対応し、ステップS41の処理が蓄積誤差検出手段に対応し、ステップS43の処理が終了タイミング調整手段に対応している。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】本発明における自動操舵制御装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】図1のコントローラで実行される自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図3】道路地図情報の構成を示す説明図である。
【図4】走行難易度を設定するためのマップである。
【図5】走行難易度Diffと操舵制御変更距離Da2LKとの対応を表すマップである。
【図6】図2のステップS9の全自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図7】前方注視点距離を設定するためのマップである。
【図8】第2の前方注視点P2における道路曲率半径の算出方法を説明する図である
【図9】第1の前方注視点P1における横偏差Yeの算出方法を説明するための説明図である。
【図10】図2のステップS22の半自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図11】本発明の第1の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図12】本発明の第1の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図13】第2の実施の形態における自動操舵制御処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図14】第2の実施の形態の動作説明に供する説明図である。
【図15】走行難易度Diffと修正係数との対応を表すマップである。
【符号の説明】
【0082】
1FL〜1RR 左前輪〜右後輪
2 エンジン
3 自動変速機
5 最終減速装置
8 ステアリングシャフト
9 ステアリングホイール
10 操舵アクチュエータ
11FL〜11RR 車輪速センサ
12 前後加速度センサ
13 横加速度センサ
14 ヨーレートセンサ
15 操舵角センサ
16 GPS
17 記憶ユニット
20 コントローラ




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013