(57)【要約】【課題】自動運転での走行中にドライバによる操舵入力があった場合における、ドライバの操舵に対する違和感を低減する。【解決手段】周囲情報と地図情報とに基づいて、車両を、予め設定された目標走路に近づけるように自車位置補正トルクを算出し、自車位置補正トルクに応じてパワーステアリング装置を制御する自動運転制御の実行中に、車両のドライバによる操舵入力があり、かつ、隣接車線を走行する他の車両が検出され、かつ、ドライバの操舵入力による操舵トルクの方向と自車位置補正トルクの方向とが同一である場合、自車位置補正トルクを低減させる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪を転舵するパワーステアリング装置と、制御装置とを備え、
制御装置は、
前記車両の周囲情報と地図情報とを取得して、前記車両の隣接車線を走行する他の車両を検出する他車両検出部と、
前記周囲情報と地図情報とに基づいて、車両を、予め設定された目標走路に近づけるように自車位置補正トルクを算出し、前記自車位置補正トルクに応じて前記パワーステアリング装置を制御する自動運転制御を実行する自動運転制御部と、
を備え、
前記自動運転制御部は、
前記自動運転制御の実行中に前記車両のドライバによる操舵入力があり、かつ、前記隣接車線を走行する他の車両が検出され、かつ、前記ドライバの操舵入力による操舵トルクの方向と前記自車位置補正トルクの方向とが同一である場合、前記自車位置補正トルクを低減する、
ように構成されていることを特徴とする操舵アシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵をアシストする操舵アシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両が設定された目標走路に沿って走行するように、操舵を支援補助する様々な操舵アシスト制御に関する技術が提案されている。特許文献１には、ステアバイワイヤ方式の車両用の操舵アシスト装置が開示されている。その操舵アシスト装置は、設定された目標コースに基づいて車両が走行するように操舵をアシストするレーンキープ制御を実行する。より詳細には、このレーンキープ制御では、車両の走行状態に基づくフィードバック制御量と、走行路形状に基づくフィードバック制御量とが算出される。そして、レーンキープ制御時にドライバが操舵入力した場合、ドライバの操舵による操舵トルクに基づいて、いずれのフィードバック制御量を用いるかが選択され、選択したフィードバック制御量を用いて操舵モータへの操舵トルクが算出されて、操舵トルクが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３４１１１号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動運転での走行中にドライバの操舵入力（以下「オーバーライド」）があった場合に、自動運転による操舵トルクと、ドライバの操舵入力による操舵トルクとが干渉し、その結果、ドライバが、ハンドル切り出し時の張り付き感や、切り戻し時の舵抜け感等の違和感を感じる場合がある。
【０００５】
そして、ドライバが操舵に対し特に注意が必要であり、緊張を要する状況、例えば、他車両が隣接車線を走行しているような状況下で、ドライバがオーバーライドした場合に、ドライバの操舵に舵抜け等の違和感が生じることは、操舵に対する不快感又は不安感等を招くこととなるため、好ましいものではない。この点、特許文献１の制御は、依然として舵抜け感等の違和感を生じさせる虞があり、改善の余地が残る。
【０００６】
本発明の１つの目的は、自動運転での走行中にドライバによる操舵入力があった場合における、ドライバの操舵に対する違和感を低減することができるよう操舵アシスト制御を実施することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点において、車両に搭載される操舵アシスト装置が提供される。その操舵アシスト装置は、車両の車輪を転舵するパワーステアリング装置と、制御装置とを備える。制御装置は、他車両検出部と、自動運転制御部とを備える。他車両検出部は、車両の周囲情報と地図情報とを取得して、車両の隣接車線を走行する他の車両を検出する。自動運転制御部は、周囲情報と地図情報とに基づいて、車両を、予め設定された目標走路に近づけるように自車位置補正トルクを算出し、自車位置補正トルクに応じてパワーステアリング装置を制御する自動運転制御を実行する。
【０００８】
更に、自動運転制御部は、自動運転制御の実行中に車両のドライバによる操舵入力があり、かつ、隣接車線を走行する他の車両が検出され、かつ、ドライバの操舵入力による操舵トルクの方向と自車位置補正トルクの方向とが同一である場合、自車位置補正トルクを低減するように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両の隣接車線を走行する他の車両が検出された場合に、自動運転制御により入力される自車位置補正トルクが低減される。これにより、自動運転制御中に、ドライバが操舵入力した場合に、ドライバが感じる操舵操作の違和感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】目標走路追従制御中にドライバが操舵入力した状況の一例を説明するための概念図である。
【図２】本発明の本実施の形態に係る車両に搭載される操舵アシスト装置の構成を説明するための概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置による処理例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態におけるハンドルの舵抜け感を防止したいシチュエーションに該当する場合の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において、操舵アシスト制御の自車位置補正を緩やかにしたいシチュエーションであると判定された場合の、ドライバ協調感度の切り替えについて説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態において、ハンドルの舵抜け感を防止したいシチュエーションであると判定された場合の、ドライバ協調感度の切り替えについて説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
１．概要
本実施の形態に係る車両１は、車両１の操舵をアシストする操舵アシスト機能を有している。例えば、操舵アシスト機能は、一般的なＥＰＳ（Electric Power Steering；電動パワーステアリング）制御を含んでいる。
【００１３】
更に、本実施の形態に係る操舵アシスト機能は、車両１が目標走路に追従して走行するように操舵する自動操舵も含んでいる。目標走路に追従するように車両１の操舵をアシストする操舵アシスト制御は、以下「目標走路追従制御」と呼ばれる。目標走路は、典型的には、車両１に搭載された自動運転システムによって算出される。なお、説明の簡略化のため、以下においてドライバの操舵入力による操舵トルクを「ドライバトルク」とも称し、操舵アシスト制御により付与される操舵トルクを「自車位置補正トルク」とも称することとする。
【００１４】
ところで目標走路追従制御中にドライバが操舵入力（以下「オーバーライド」とも称する）を行った場合、ドライバトルクと自車位置補正トルクとが干渉する場合がある。そして、ドライバトルクと自車位置補正トルクとが逆方向に働く場合には、ドライバはハンドル操作を重たく感じ、同方向に働く場合には、ハンドル操作を軽く感じる。そして、トルクが同方向となるタイミング次第では、ドライバは舵抜けとして感じることがある。
【００１５】
図１は、目標走路追従制御中にドライバが操舵入力した状況の一例を説明するための概念図である。図１に示される状況では、タイミングａにおいて、車両１のドライバは、ハンドルの切り込みを開始している。一方、区間ａ〜ｃでは、自動運転システムは、車両１をレーン中央に戻すように自車位置補正トルクを出力する。従って、区間ａ〜ｂでは、自車位置補正トルクは、ドライバの操舵に対しては反力となる。一方、区間ｂ〜ｃでは、ドライバトルクが減少する一方で、自車位置補正トルクが増大する。区間ｃ〜ｅでは、自車位置補正トルクとドライバトルクは、同方向であり、車両１をレーン中央（目標走路）方向に戻す方向となる。
【００１６】
そして、ドライバがオーバーライドした状況下において、ドライバトルクが減少する一方で、逆方向の自車位置補正トルクが増大する場合、ドライバはハンドル操作を重たく感じる。また、ドライバトルクと自車位置補正トルクの方向が同一である場合、ドライバトルクが小さい領域では、特にドライバのイメージ以上にハンドルが戻り、ドライバトルクに対するハンドルの切れ角が大きくなり、タイミングによってはドライバが舵抜け感を感じる場合がある。
【００１７】
本実施の形態の自動運転制御では、このようなドライバによるオーバーライド時のハンドル操作の違和感を解消するべく、以下の操舵アシスト制御を行なう。以下、本実施の形態に係る操舵アシスト制御について更に詳しく説明する。
【００１８】
２．操舵アシスト装置
図２は、本実施の形態に係る車両１に搭載される操舵アシスト装置の構成を説明するための概略図である。
【００１９】
図示を省略するが、車両１は、ハンドル（ステアリングホイール）、ステアリングシャフト、ピニオンギア、ラックバー、及び、車輪を備えている。ハンドルは、ドライバが操舵操作を行うために用いる操作部材である。ステアリングシャフトの一端はハンドルに連結されており、その他端はピニオンギアに連結されている。ピニオンギアは、ラックバーと噛み合っている。ラックバーの両端は、タイロッドを介して左右の車輪に連結されている。ハンドルの回転は、ステアリングシャフトを介して、ピニオンギアに伝達される。ピニオンギアの回転運動はラックバーの直線運動に変換され、それにより、車輪の舵角が変化する。
【００２０】
操舵アシスト装置２は、車両１に搭載され、車両１の操舵（車輪の転舵）をアシストする。この操舵アシスト装置２は、ＥＰＳ装置、操舵角センサ、操舵トルクセンサ、タッチセンサ、運転環境情報取得装置、及び制御装置１０を備えている。
【００２１】
ＥＰＳ装置は、車輪を機械的に転舵するパワーステアリング装置である。より詳細には、ＥＰＳ装置は、電動モータを含んでおり、電動モータの回転によりアシストトルクを生成する。例えば、電動モータは、変換機構を介してラックバーに連結している。電動モータのロータが回転すると、変換機構は、その回転運動をラックバーの直線運動に変換する。このようにして、アシストトルクが発生し、車輪の転舵がアシストされる。
【００２２】
操舵角センサは、ハンドルの操舵角を検出する。操舵トルクセンサは、ステアリングシャフトに印加される操舵トルクであるドライバトルクを検出する。操舵角及び操舵トルクを示す検出情報は制御装置１０に入力される。
【００２３】
タッチセンサは、車両１のドライバによる操舵に関する情報をステアリング操作情報として検出する。タッチセンサにより検出されたステアリング操作情報は制御装置１０に入力される。
【００２４】
運転環境情報取得装置は、目標走路追従制御を含む自動運転における操舵アシスト制御の実施に必要な車両１の運転環境を示す運転環境情報を取得する。運転環境情報は、車両１の位置を示す位置情報、地図情報、車両１の周囲の状況を示す周囲状況情報、車両１の状態を示す車両状態情報、等を含む。位置情報は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用することにより得られる。地図情報は、地図データベースから得られる。周囲状況情報は、カメラ、ライダー、レーダー等の外界センサを利用することにより得られる。例えば、周囲状況情報は、周辺車両の情報を含む。車両状態情報は、車両１に搭載された各種センサによる検出結果に基づいて得られる。例えば、車両状態情報は、車両１の速度やヨーレート、ウィンカ状態の情報を含む。
【００２５】
制御装置１０は、プロセッサ、記憶装置、及び入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。制御装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。制御装置１０は、入出力インタフェースを通して各種情報を受け取る。そして、制御装置１０は、受け取った情報に基づいて車両１の運転制御を行う。特に、本実施の形態において、制御装置１０は、ＥＰＳ装置の動作を制御することによって、操舵アシスト制御を行う。
【００２６】
より具体的には、制御装置１０は、機能ブロックとして、自動運転目標生成部１００及びＥＰＳアシスト演算部２００を備えている。自動運転目標生成部１００は、更に、目標走路生成部１０２と自車位置補正演算部１０４とを有している。自車位置補正演算部１０４は、更に、ドライバ協調感度調整部１０６を有している。なお、これら機能ブロックは、制御装置１０のプロセッサが記憶装置に格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。
【００２７】
３．操舵アシスト制御
ＥＰＳアシスト演算部２００は、一般的なＥＰＳ制御を行う。より詳細には、ＥＰＳアシスト演算部２００は、入力された操舵角や操舵トルク（ドライバトルク）の検出情報に基づいて、ＥＰＳ装置の動作を制御するためのアシスト制御量を算出する。ＥＰＳアシスト演算部２００は、アシスト制御量をＥＰＳ装置に出力する。ＥＰＳ装置は、アシスト制御量に従って電動モータを駆動し、アシストトルクを発生させる。
【００２８】
自動運転目標生成部１００は、自動運転の目標走路追従制御における走行計画を生成し、これに基づいて、車両１の目標走路追従制御における制御目標値を決定する。具体的に目標走路生成部１０２は、運転環境情報取得装置によって取得される運転環境情報に基づいて、車両１の目標走路を算出し、車両１が目標走路に沿って走行するように、操舵トルクのフィードフォワード制御項（ＦＦ項）を算出する。
【００２９】
自車位置補正演算部１０４は、車両１と目標走路とのずれを検知し、これに応じて車両１の位置を補正するフィードバック制御項（ＦＢ項）を算出する。
【００３０】
自動運転目標生成部１００は、ＦＦ項とＦＢ項とから、ＥＰＳ装置の制御量を決定し、これに基づいてＥＰＳ装置を制御することで、目標走路に追従して車両１を走行させる。
【００３１】
更に、自車位置補正演算部１０４のドライバ協調感度調整部１０６は、自車位置補正演算部１０４によって演算されるＦＢ項を、走行シーンやステアリング操作情報等の入力情報に応じて補正する。これにより、自動運転におけるドライバのハンドル操作に対する協調感度が切り替えられる。
【００３２】
制御装置１０は、例えば目標走路追従制御中に、ドライバの操舵入力があった場合、ドライバ協調感度調整部１０６によって補正されたＦＢ項、及び、目標走路生成部１０２において算出されたＦＦ項と、ＥＰＳアシスト演算部２００において演算されたアシストトルクとから、ＥＰＳ装置の制御量を決定し、ＥＰＳ装置に出力する。ＥＰＳ装置は、この制御量に従って、電動モータを駆動して、操舵トルクを発生させる。
【００３３】
ここでドライバ協調感度調整部１０６における制御について説明する。図３はドライバ協調感度調整部１０６における制御ルーチンをフローチャートに示した図である。図３に示されるルーチンでは、まずステップＳ２において、現在オーバーライド中か否かが判別される。即ち、目標走路追従制御中にドライバによる操舵入力がされたか否かが判別される。
【００３４】
ステップＳ２において、オーバーライド中でないと判別された場合、今回の処理はこのまま終了する。
一方、ステップＳ２において、オーバーライド中であると判別された場合には、次に、シチュエーションの判定が行われる。ここでは、操舵アシスト制御における自車位置補正を緩やかにしたいシチュエーション（以下、「第１シチュエーション」とする）であるか、又は、舵抜け感を防止したいシチュエーション（以下「第２シチュエーション」とする）であるかが判定される。
【００３５】
第１シチュエーションは、以下の（１）に該当し、かつ（２）〜（４）の何れか１以上に該当する場合である。
（１）ドライバの操舵操作が、目標走路追従制御における目標走路に近づく方向である
（２）対向車とすれ違うタイミングに近い
（３）並走車がいる
（４）高速自動車国道又は自動車専用道路以外を走行している
【００３６】
但し、上記第１シチュエーションに該当する場合でも、更に、以下の（５）に該当する場合には、第２シチュエーションに該当するものとする。
（５）ドライバによるハンドル操作により発生するドライバトルクの微分値と、自車位置補正目標角が同符号である。
【００３７】
つまり、上記の（１）及び（５）に該当し、かつ（２）〜（４）の何れかに該当する場合には、第１シチュエーションではなく、第２シチュエーションに該当すると判定される。
【００３８】
上記（２）〜（４）の何れかに該当するか否かの判定は、走行シーンに基づいて行われる。走行シーンは、ＧＰＳ、カメラ、地図データベース等から得られる運転環境情報から取得することができる。また、上記（１）に該当するか否かは、制御装置１０に入力されるステアリング操作情報に基づいて判定される。
【００３９】
図４に、第２シチュエーションの例を示す。図４に示す例では、区間ｔ１〜ｔ２で、ドライバのハンドル操作によって発生するドライバトルク（図４の実線（ａ））の微分値（破線（ｂ））と、操舵アシスト制御における自車位置補正目標角（実線（ｃ））が同符号となっている。この第２シチュエーションである区間ｔ１〜区間ｔ２の区間は、言い換えると、ドライバがハンドルの切り込み操舵をした後、切り戻し操舵を開始した時点から、操舵角が中立点に戻るまでの区間である。
【００４０】
第２シチュエーションでは、ドライバトルクの微分値と操舵アシスト制御における自車位置補正角とが同符号となる時点の自車位置補正目標角が「基準補正角」として設定され、後述する処理に用いられる。
【００４１】
ステップＳ４におけるシチュエーション判定により、第１シチュエーションであると判定された場合には、ステップＳ６では、ドライバ協調感度が、自車位置補正を緩やかにする協調感度に切り替えられる。
【００４２】
図５は、第１シチュエーションと判定された場合のドライバ協調感度の切り替えについて説明するための図である。第１シチュエーションであると判定された場合には、図５の矢印に示されるように、目標走路からの横変位偏差をつめるために要する時間が、通常の操舵アシスト制御において設定される時間よりも長くなるようにする。つまり、ドライバ操作よりも、自車位置補正の操舵周期が長くなるように、自車位置補正トルクが調整される。
【００４３】
図６は、第２シチュエーションと判定された場合のドライバ協調感度切り替えの処理について説明するためのタイミングチャートである。上述した通り、ステップＳ４において、第２シチュエーションと判定された場合、その時点ｔ１における自車位置補正目標角が基準補正角として設定される。そして、第２シチュエーションの条件を満たす期間（時点ｔ１〜ｔ２の間）中、操舵アシスト制御における自車位置補正トルクは、基準補正角設定時（時点ｔ１）の自車位置補正トルクに制限される。つまり、この期間中は、自車位置補正目標角が基準補正角を超える場合、操舵アシスト制御による自車位置補正トルクは基準補正角設定時の自車位置補正トルクとされる。
【００４４】
その後、更に、ドライバトルクが再度、切り戻し方向に増加する時点ｔ２では、時点ｔ１に達する直前の自車位置補正トルクの勾配を、自車位置補正トルクの勾配の上限として、自車位置補正トルクが付与される。つまり、ドライバによる切り込み操舵後切り戻し操舵を行うことで操舵角が中立点に戻った時点ｔ２の後、再び、切り込み操舵の方向に切り戻しを開始する時点ｔ３までの間、自車位置補正トルクの勾配が、時点ｔ１に達する直前の自車位置補正トルクの勾配に制限される。
【００４５】
ステップＳ６における協調感度切り替え処理の後、今回の処理は終了する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態によれば第１又は第２シチュエーションの該当条件が満たされた場合に、自車位置補正が緩やかにされる。つまり、ドライバの操舵操作に対する感度が高くなるように設定される。これにより、操舵アシスト制御中にドライバがオーバーライドした場合におけるハンドル操作の違和感を低減することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態において、自車位置補正を緩やかにしたいシチュエーション又は舵抜け感を防止したいシチュエーションとして、上記（１）〜（５）の条件を例示したが、これらの条件設定は適宜行うことができ、上記（１）〜（５）に限られない。
【００４８】
また、自車位置補正を緩やかにしたいシチュエーションと、更に、舵抜け感を防止したいシチュエーションとの２つのシチュエーションを設定しているが、自車位置補正を緩やかにしたいシチュエーションのみを設定し、自車位置補正を緩やかにする制御を行うものであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  車両
２  操舵アシスト装置
１０  制御装置
１００  自動運転目標生成部
１０２  目標走路生成部
１０４  自車位置補正演算部
１０６  ドライバ協調感度調整部
２００  ＥＰＳアシスト演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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