СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕХОДА С АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НА РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ПОМОЩИ ПРИ ВОЖДЕНИИ И УСТРОЙСТВО ПОМОЩИ ПРИ ВОЖДЕНИИ
METHOD FOR DETECTING TRANSITION FROM AUTOMATIC TO MANUAL CONTROL FOR DRIVING AID DEVICE AND DRIVER ASSISTING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к способу определения перехода с автоматического управления на ручное управление для устройства помощи при вождении и устройству помощи при вождении.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОМУ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Изобретение, в котором автономное вождение отменяется, когда операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека обнаруживается во время автономного вождения, известно из предшествующего уровня техники (Патентный документ 1). В изобретении, раскрытом в Патентном документе 1, автономное вождение отменяется, когда рабочий крутящий момент, прикладываемый к рулевому колесу, превышает пороговое значение.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0003] Патентный документ 1: Опубликованная заявка на патент Японии №. 2007-32645
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблема, решаемая изобретением
[0004] Однако изобретение, раскрытое в Патентном документе 1, не принимает во внимание угол поворота рулевого колеса. Необходимо изменить порог определения операции вмешательства в зависимости от угла поворота рулевого колеса, но это не учитывается. По этой причине в изобретении, раскрытом в Патентном документе 1, существует риск ошибочного определения того, что переход с автоматического управления на ручное управление произошел, даже если операция вмешательства (переход с автоматического управления на ручное управление) со стороны находящегося в транспортном средстве человека не произошла.
[0005] Ввиду проблемы, описанной выше, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ определения перехода с автоматического управления на ручное управление для устройства помощи при вождении, который может предотвратить ошибочное определение перехода с автоматического управления на ручное управление с помощью угла поворота рулевого колеса, и устройство помощи при вождении.
Средство для решения проблемы
[0006] Способ определения перехода с автоматического управления на ручное управление для устройства помощи при вождении согласно одному аспекту настоящего изобретения содержит получение первого тока электродвигателя для компенсации самоустанавливающегося (стабилизирующего) крутящего момента, образованного в шинах, установленных на транспортном средстве, при выполнении управления помощи при вождении с использованием первого тока электродвигателя, чтобы установить первое пороговое значение, которое больше, чем первый ток электродвигателя, и определение того, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление, когда второй ток электродвигателя для управления углом поворота шин в соответствии с углом поворота рулевого колеса больше, чем первое пороговое значение.
Эффекты изобретения
[0007] Посредством настоящего изобретения можно предотвратить ошибочное определение перехода с автоматического управления на ручное управление.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Фиг.1 - блок-схема, показывающая архитектуру для автономного вождения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - блок-схема, показывающая архитектуру автономного вождения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 - схема, иллюстрирующая систему электронного управления (управления по проводам) согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между углом поворота рулевого колеса и током электродвигателя.
Фиг.5 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между углом поворота рулевого колеса и током электродвигателя.
Фиг.6 - график, иллюстрирующий зависимость между углом поворота рулевого колеса и током электродвигателя.
Фиг.7 - график, иллюстрирующий зависимость между углом поворота рулевого колеса и током электродвигателя.
Фиг.8 - график, иллюстрирующий взаимосвязь между углом поворота рулевого колеса и током электродвигателя.
Фиг.9 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример работы устройства помощи при вождении согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример работы устройства помощи при вождении согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на чертежи. В описаниях чертежей идентичным частям присвоены одинаковые ссылочные позиции, и их описания опущены.
[0010] (Архитектура автономного вождения)
Устройство помощи при вождении согласно настоящему варианту осуществления используется в транспортных средствах, имеющих функцию автономного вождения. Архитектура автономного вождения согласно настоящему варианту осуществления будет описана со ссылкой на фиг.1. В настоящем варианте осуществления функция автономного вождения включает в себя по меньшей мере средства управления помощи при вождении, такие как адаптивный круиз-контроль (ACC), который управляет пространством между транспортными средствами, и систему помощи при удержании полосы движения (LKAS), которая предотвращает отклонение от полосы движения.
[0011] При выполнении автономного вождения требуется определение собственного местоположения и получение информации об окружении транспортного средства. Эти данные позволяют транспортному средству автоматически менять полосу движения и двигаться в соответствующем направлении на перекрестке, чтобы таким образом добраться до места назначения. Архитектура для определения собственного местоположения и архитектура для определения информации об окружении транспортного средства обозначены ссылочными позициями 100-105 на фиг.1.
[0012] Датчики, обозначенные ссылочной позицией 100 на фиг.1, обнаруживают различные фрагменты информации. Эти датчики 100 установлены на транспортном средстве. Датчики 100 включают в себя лазерный дальномер, который измеряет расстояние с использованием световых волн, радар, лидар, камеру, которая получает неподвижные изображения и движущиеся изображения, сонар, который измеряет расстояние с помощью ультразвуковых волн, и т.п.Датчики также включают в себя датчик скорости, который детектирует скорость транспортного средства, датчик ускорения, который детектирует ускорение транспортного средства, датчик угла поворота рулевого колеса, который детектирует угол поворота транспортного средства, гироскопический датчик и т.п.
[0013] Более конкретно, множество камер обеспечено спереди, сбоку, сзади, в зеркалах бокового обзора и т.п.транспортного средства. Камера содержит элемент формирования изображения, такой как ПЗС (устройство с зарядовой связью), КМОП комплементарная структура металл-оксид-полупроводник) и т.п.Камера обнаруживает объекты, присутствующие в окрестностях транспортного средства (пешеходы, велосипеды, двухколесные транспортные средства, другие транспортные средства и т.д.), а также информацию об окружении транспортного средства (линии границ дороги, светофоры, знаки, пешеходные переходы, перекрестки и тому подобное).
[0014] Радар излучает радиоволны в направлении объекта перед транспортным средством и измеряет отраженные волны, тем самым измеряя расстояние и направление до объекта. Лидар (обнаружение и определение дальности с помощью лазерного света) выполняет сканирование с помощью лазерного излучения как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, чтобы таким образом измерить положение и форму объектов, находящихся в окрестностях транспортного средства.
[0015] Кроме того, в датчики 100 может быть включен GPS-приемник. GPS-приемник принимает радиоволны от спутника, чтобы таким образом обнаруживать информацию о местоположении транспортного средства на земле (включая информацию о широте и долготе). Однако способ обнаружения информации о местоположении транспортного средства не ограничивается GPS-приемником. Например, местоположение можно оценить с помощью метода, называемого одометрией. Одометрия - это метод оценки положения транспортного средства путем вычисления количества и направления движения транспортного средства в соответствии с углом поворота и угловой скоростью вращения транспортного средства.
[0016] Информация, обнаруженная датчиками 100, передается на контроллер (не показан), установленный на транспортном средстве, и обрабатывается. Примером контроллера является микрокомпьютер общего назначения, оснащенный ЦП (центральным процессором), памятью и блоком ввода/вывода. Компьютерная программа установлена в микрокомпьютер, чтобы заставить его функционировать как устройство помощи при вождении. Выполняя компьютерную программу, микрокомпьютер функционирует как множество схем обработки информации, включенных в устройство помощи при вождении. Здесь показан пример, в котором множество схем обработки информации, включенных в устройство помощи при вождении, реализовано программно, но схемы обработки информации, конечно, могут содержать специализированное аппаратное обеспечение для выполнения каждой из обработок информации, показанных ниже.
[0017] Такой контроллер также включает в себя ЭБУ (электронный блок управления, ECU). Обычно в транспортном средстве предусмотрено множество ЭБУ. Помимо управления движением автомобиля, ЭБУ также используются для управления стереосистемой, кондиционером и т.д.
[0018] Информация, обнаруженная датчиками 100, локализована, чтобы соответствовать обнаруженной области (ссылочная позиция 103 на Фиг.1).
[0019] Информация, обнаруженная датчиками 100, и картографическая информация объединяются, и блок 104 распознавания окружающей среды в контроллере генерирует модель мира. Модель мира здесь означает информацию об окружающей среде на цифровой карте, которая объединяет статическую картографическую информацию и карту высокой точности с динамической информацией о местоположении, такой как информация о собственном местоположении, другая информация о транспортном средстве, информация о пешеходах и т.п.
[0020] Будет описана карта высокой точности. Карта высокой точности содержит информацию о дорогах, такую как количество полос движения на дороге, информацию о ширине дороги, информацию о неровностях дороги и т.д., а также информацию, такую как дорожные знаки, указывающие ограничение скорости, улицы с односторонним движением и т.п., дорожную разметку, например, пешеходные переходы, разделительные линии и т.п.Кроме того, карта высокой точности может включать в себя информацию об объектах, такую как дорожные конструкции (например, светофоры, телефонные столбы) и здания. Эти фрагменты высокоточной картографической информации представлены на HD-карте 102 (карте высокого разрешения), показанной на фиг.1. Блок 104 распознавания окружающей среды считывает карту высокой точности в собственном местоположении и окружение в собственном местоположении из HD-карты 102 и устанавливает на карте, которая была считана, динамическую информацию о местоположении, такую как информация о собственном местоположении, другую информацию о транспортном средстве и информацию о пешеходах для генерации модели мира.
[0021] Различные данные, такие как информация о дорогах и информация об объектах, не обязательно ограничиваются данными, полученными из HD-карты 102, и могут быть получены с использованием связи транспортное средство-транспортное средство или связи дорога-транспортное средство. Если различные данные, такие как информация о дорогах и информация об объектах, хранятся на внешнем сервере, контроллер может получить эти данные из облака в любое время посредством связи. Кроме того, контроллер может периодически получать самую последнюю картографическую информацию от внешнего сервера и обновлять картографическую информацию, хранящуюся в контроллере.
[0022] Блок 105 распознавания объектов в контроллере генерирует информацию распознавания об объектах вокруг транспортного средства, которая генерируется на основе информации, обнаруженной датчиками 100, и генерирует локальную модель. Локальная модель включает в себя в качестве информации распознавания объектов другую информацию о транспортном средстве, информацию о пешеходах и т.п.Другая информация о транспортном средстве включает в себя скорости, направления движения, полосы движения и т.п.других транспортных средств. Информация о пешеходах включает в себя атрибуты (взрослый или ребенок), ориентацию лиц, направления движения и т.п.пешеходов. Локальная модель, сгенерированная блоком 105 распознавания объектов, используется для генерации модели мира.
[0023] Архитектура управления движением для автономного вождения будет описана далее со ссылкой на ссылочные позиции 106-111 на фиг.1.
[0024] Пользователь устанавливает пункт назначения с помощью навигационного устройства 101 (модуль навигации) (ссылочная позиция 106 на фиг.1, модуль установки пункта назначения). Навигационное устройство 101 считывает HD-карту 102 и планирует маршрут до пункта назначения. Если на маршруте есть перекресток, ведущий к месту назначения, также планируется время для смены полосы движения на полосу движения, ведущую на перекресток (ссылочная позиция 107 на фиг.1, Модуль планирования маршрута).
[0025] Блок 108 определения действия в контроллере определяет действие, которое должно быть предпринято при автономном движении по маршруту, который установлен с использованием информации, сгенерированной блоком 104 распознавания окружающей среды и блоком 105 распознавания объектов. Кроме того, блок 108 определения действия определяет, двигаться ли вперед или останавливать рассматриваемое транспортное средство. Например, транспортное средство останавливается, если сигнал светофора красный, и транспортное средство движется, если сигнал светофора зеленый. Кроме того, блок 108 определения действия определяет время для включения сигнала поворота и время для управления рулевым колесом при смене полосы движения.
[0026] Затем контроллер считывает HD-карту 102 и локальную модель, сгенерированную блоком 105 распознавания объектов, и планирует зону движения (ссылочная позиция 109 на фиг.1, Модуль планирования зоны движения). Зона движения задается как область, в которой может перемещаться транспортное средство. Во время движения различные препятствия (другие транспортные средства, мотоциклы, упавшие предметы на дороге и т.д.) обнаруживаются датчиками 100. Контроллер планирует зону движения с учетом этих препятствий.
[0027] Затем контроллер устанавливает траекторию по зоне движения (ссылочная позиция 110 на фиг.1). Траектория формируется путем соединения множества точек, указывающих траекторию движения транспортного средства, и каждая точка состоит из информации о местоположении транспортного средства и информации об угловом пространственном положении транспортного средства в этом местоположении. Информация об угловом пространственном положении включает в себя угол углового пространственного положения. Контроллер также генерирует профиль скорости транспортного средства для движения по траектории в соответствии с генерацией траектории. В общем, с точки зрения дискомфорта для находящегося в транспортном средстве человека и предельного поведения транспортного средства, скорость транспортного средства может быть установлена более высокой по мере увеличения радиуса кривизны траектории. Контроллер может устанавливать профиль скорости транспортного средства на основе радиуса кривизны траектории или, наоборот, генерировать траекторию на основе профиля скорости транспортного средства.
[0028] Затем контроллер управляет угловым пространственным положением транспортного средства, чтобы вести транспортное средство по траектории в соответствующем угловом пространственном положении (ссылочная позиция 111 на фиг.1, модуль управления движением).
[0029] Подробности модуля 111 управления движением будут описаны со ссылкой на фиг.2.
[0030] Уровень 111a АВ (автономное вождение), показанный на фиг.2, является уровнем, составляющим функцию автономного вождения. В частности, слой 111a АВ представляет собой слой, образованный ссылочными позициями 100-110, показанными на ф 1.
[0031] Информация, используемая для автономного вождения, вводится из уровня 111a АВ в модуль 111d принятия решения (вход 111b АВ). Информация, относящаяся к преднамеренному вождению находящегося в транспортном средстве человека, также вводится в модуль 111d принятия решения (вход 111c МР). Информация, относящаяся к преднамеренному вождению находящегося в транспортном средстве человека, включает в себя действия находящегося в транспортном средстве человека с рулевым колесом, педалью акселератора и педалью тормоза.
[0032] Если операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека выполняется во время автономного вождения, автономное вождение переключается на ручное вождение. Переключение с автономного вождения на ручное вождение называется переходом с автоматического управления на ручное управление. Модуль 111d принятия решения контролирует вход 111b АВ и вход 111c МР и переключается с автономного вождения на ручное вождение или выполняет принятие решения так, чтобы процесс, связанный с автономным вождением, не конфликтовал с процессом, связанным с ручным вождением. Выше был описан переход с автоматического управления на ручное управление как переключение с автономного вождения на ручное вождение, но этим не ограничивается. Переход с автоматического управления на ручное управление может быть задан как вмешательство находящегося в транспортном средстве человека во время автономного вождения.
[0033] Переключение с автономного вождения на ручное вождение (переход с автоматического управления на ручное управление) означает, что все полномочия на управление передаются, как правило, находящемуся в транспортном средстве человеку. Однако в настоящем варианте осуществления переход с автоматического управления на ручное управление не обязательно означает, что все полномочия на управление переданы находящемуся в транспортном средстве человеку. Например, если операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека является незначительной, нельзя окончательно определить, что намерение находящегося в транспортном средстве человека состоит в том, чтобы запросить передачу всех полномочий на управление транспортным средством. Таким образом, если операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека обнаружена во время автономного вождения (если определено, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление), модуль 111d принятия решения вычисляет величину перехода с автоматического управления на ручное управление, указывающую долю операции вмешательства находящегося в транспортном средстве человека. Затем модуль 111d принятия решения выполняет принятие решения так, чтобы процесс, связанный с автономным вождением, не конфликтовал с процессом, связанным с ручным вождением, на основе вычисленной величины перехода с автоматического управления на ручное управление.
[0034] Опорная модель 111e - это функция для расчета углового пространственного положения транспортного средства (в частности, углового пространственного положения при повороте). Опорная модель 111e вычисляет момент рыскания, скорость рыскания и угол сноса. В частности, опорная модель 111e получает кривизну дороги, по которой транспортное средство будет двигаться в будущем. Кривизну получают, например, с помощью изображения с камеры. Кривизна перед транспортным средством, полученная из изображения с камеры, может быть аппроксимирована дугой, и величина, обратная радиусу этой дуги, может использоваться в качестве кривизны. В общем, кривизна задается как величина, обратная радиусу кривизны. Опорная модель 111e использует скорость транспортного средства, поперечную силу, образованную в транспортном средстве (поперечное позиционное смещение), угол углового пространственного положения и т.п., чтобы таким образом вычислить момент рыскания, скорость рыскания и угол сноса для надлежащего движения по кривой.
[0035] Модуль 111f управления движением кузова выполняет управление с обратной связью, чтобы иметь возможность получать момент рыскания, скорость рыскания и угол сноса, вычисленные опорной моделью 111e. Модуль 111g управления движением колес выдает команду управления поворотом в ЭБУ, который управляет передними колесами и задними колесами, чтобы иметь возможность получить момент рыскания, скорость рыскания и угол сноса, вычисленные опорной моделью 111e.
[0036] Наконец, контроллер управляет различными исполнительными механизмами (исполнительным механизмом педали акселератора, тормозным исполнительным механизмом, исполнительным механизмом рулевого управления) (ссылочная позиция 111h на фиг.2, модуль активизации). В результате реализуется автономное вождение, которое редко вызывает дискомфорт у находящегося в транспортном средстве человека.
[0037] Далее будет описан механизм рулевого колеса, установленный на транспортном средстве, со ссылкой на фиг.3.
[0038] В настоящем варианте осуществления в качестве механизма рулевого колеса применяется система электронного управления. Как показано на фиг.3, в системе электронного управления рулевое колесо 2 и поворотные колеса 6a, 6b (передние колеса) механически разделены. Исполнительный механизм 4 поворота вращает поворотные колеса 6а, 6b, которые механически отделены от рулевого колеса 2. 7а, 7b могут использоваться в качестве поворотных колес вместо 6а, 6b.
[0039] В системе электронного управления угол поворота рулевого колеса 2 определяется датчиком угла поворота рулевого колеса (не показан). Угол поворота рулевого колеса, обнаруженный датчиком угла поворота рулевого колеса, выводится в ЭБУ 10. ЭБУ 10 вычисляет угол поворота поворотных колес 6a, 6b на основе угла поворота рулевого колеса, обнаруженного датчиком угла поворота рулевого колеса. ЭБУ 10 подает ток электродвигателя на исполнительный механизм 4 поворота, тем самым приводя в действие исполнительный механизм 4 поворота, так что угол поворота становится вычисленным углом поворота. Например, бесщеточный электродвигатель постоянного тока может использоваться в качестве исполнительного механизма 4 поворота. Благодаря системе электронного управления увеличивается гибкость конструкции, такая как расположение различных устройств (таких как рулевое колесо 2), что может способствовать уменьшению габаритов.
[0040] При автономном вождении, поскольку находящийся в транспортном средстве человек не управляет рулевым колесом 2, система электронного управления работает следующим образом. ЭБУ 10 подает ток электродвигателя на исполнительный механизм 4 поворота, тем самым приводя в действие исполнительный механизм 4 поворота в соответствии с командой от модуля 111g управления движением колес (см. фиг.2). При автономном вождении модуль 111g управления движением колес вычисляет угол поворота поворотных колес 6a, 6b. Как при автономном вождении, так и при ручном вождении ток электродвигателя для управления поворотными колесами 6a, 6b подается на исполнительный механизм 4 поворота.
[0041] При автономном вождении, в котором используется система электронного управления, необязательно вращать рулевое колесо 2 в соответствии с поворотом поворотных колес 6a, 6b. Однако предпочтительно вращать рулевое колесо 2 в соответствии с поворотом поворотных колес 6а, 6b. Если рулевое колесо 2 не вращается, даже если поворотные колеса 6а, 6b поворачиваются, находящийся в транспортном средстве человек может испытывать чувство дискомфорта. Таким образом, ЭБУ 10 управляет исполнительным механизмом 3 рулевого управления в соответствии с поворотом поворотных колес 6а, 6b, тем самым вращая рулевое колесо 2. Тем самым уменьшается дискомфорт находящегося в транспортном средстве человека. ЭБУ 10 является одним из множества ЭБУ, обеспеченных в транспортном средстве.
[0042] Один пример способа определения перехода с автоматического управления на ручное управление будет описан далее со ссылкой на фиг.4. Вертикальная ось на фиг.4 показывает ток электродвигателя, подаваемый на исполнительный механизм 4 поворота. Горизонтальная ось на фиг.4 показывает угол поворота рулевого колеса 2. Горизонтальная ось на фиг.4 может быть углом шестерни.
[0043] Прямая линия L1, показанная на фиг.4, указывает изменение тока электродвигателя во время автоматического поворота. Автоматический поворот - это сценарий, при котором транспортное средство, например, автоматически поворачивает по кривой. Как можно понять из прямой линии L1, ток электродвигателя увеличивается с увеличением угла поворота рулевого колеса. Это должно нейтрализовать самоустанавливающийся крутящий момент, возникающий при движении по кривой. Самоустанавливающийся крутящий момент - это момент вокруг вертикальной оси из числа моментов, возникающих при скольжении шин, и также называется восстанавливающим крутящим моментом. Самоустанавливающийся крутящий момент возникает при скольжении шин и, таким образом, возникает независимо от автономного или ручного вождения. Поскольку самоустанавливающийся крутящий момент представляет собой силу, которая пытается вернуть угол поворота рулевого колеса к нулю (нейтральное положение), во время ручного вождения находящийся в транспортном средстве человек управляет рулевым колесом 2 в направлении, чтобы нейтрализовать самоустанавливающийся крутящий момент (направление поворота). При автономном вождении контроллер подает ток электродвигателя для нейтрализации самоустанавливающегося крутящего момента, чтобы совершить требуемый поворот.
[0044] Самоустанавливающийся крутящий момент увеличивается с увеличением угла поворота рулевого колеса. Таким образом, контроллер увеличивает ток электродвигателя для нейтрализации самоустанавливающегося крутящего момента при увеличении угла поворота рулевого колеса.
0
1
1
0
1
0
1
[0045] σ на фиг.4 указывает величину смещения тока электродвигателя. Даже если угол поворота рулевого колеса 2 равен нулю, то есть даже при движении по прямой, на исполнительный механизм 4 поворота подается постоянный ток электродвигателя. Величина смещения представляет собой ток, подаваемый на исполнительный механизм 4 поворота, который регулирует угол поворота поворотных колес 6a, 6b, когда угол поворота рулевого колеса 2 равен нулю. σ на фиг.4 - это ток электродвигателя, подаваемый на исполнительный механизм 4 поворота, когда угол поворота рулевого колеса 2 составляет 100 градусов. σ - ток электродвигателя для компенсации самоустанавливающегося крутящего момента, возникающего при угле поворота рулевого колеса 100 градусов. σ и σ - собственные значения, определяемые в соответствии с механизмом системы электронного управления. Контроллер заранее получает значения σ и σ на основе механизма системы электронного управления.
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
[0046] Прямая линия L2, показанная на фиг.4, представляет собой пороговое значение, используемое для определения перехода с автоматического управления на ручное управление (в дальнейшем именуемое пороговым значением L2). В настоящем варианте осуществления контроллер использует прямую линию L1 для установки порогового значения L2. Будет описан один пример способа установки порогового значения L2. Контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, как пороговое значение, когда угол поворота рулевого колеса равен нулю. Кроме того, контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов. Коэффициент κ больше, чем коэффициент κ (κ>κ). Контроллер соединяет значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, и значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, чтобы тем самым установить пороговое значение L2. Коэффициент κ может быть больше, чем коэффициент κ.
[0047] При автоматическом повороте бывают случаи, когда находящийся в транспортном средстве человек вмешивается. Упомянутая здесь операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека означает, что находящийся в транспортном средстве человек управляет рулевым колесом 2 во время автоматического поворота. Если находящийся в транспортном средстве человек управляет рулевым колесом 2 во время автоматического поворота, ток электродвигателя, соответствующий углу поворота рулевого колеса, связанному с работой находящегося в транспортном средстве человека, подается на исполнительный механизм 4 поворота. Ток электродвигателя, соответствующий углу поворота рулевого колеса, связанному с операцией находящегося в транспортном средстве человека, является током для управления углом поворота поворотных колес 6a, 6b. Контроллер определяет ток электродвигателя во время автоматического поворота и определяет, превышает ли обнаруженный ток электродвигателя пороговое значение L2. Если обнаруженный ток электродвигателя превышает пороговое значение L2, контроллер определяет, что произошла операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека, то есть произошел переход с автоматического управления на ручное управление.
[0048] Теперь будет описан механизм определения. Ток электродвигателя, когда находящийся в транспортном средстве человек управляет рулевым колесом 2, больше, чем ток электродвигателя во время автономного вождения. Механизм, с помощью которого ток электродвигателя подается на исполнительный механизм 4 поворота посредством приведения в действие рулевого колеса 2 находящимся в транспортном средстве человеком в системе электронного управления, уже был описан. В настоящем варианте осуществления пороговое значение L2 установлено как значение, превышающее ток электродвигателя во время автономного вождения. По этой причине без вмешательства находящегося в транспортном средстве человека во время автоматического поворота ток электродвигателя во время автоматического поворота обычно не превышает пороговое значение L2. Соответственно, если ток электродвигателя превышает пороговое значение L2, это означает, что, вероятно, произошла операция вмешательства находящегося в транспортном средстве человека, то есть, что, вероятно, произошел переход с автоматического управления на ручное управление. Таким образом, если обнаруженный ток электродвигателя превышает пороговое значение L2, контроллер определяет это, и происходит переход с автоматического управления на ручное управление. Используя пороговое значение L2, можно предотвратить ошибочное определение перехода с автоматического управления на ручное управление. Упоминаемое здесь ошибочное определение означает случай, в котором операция рулевого колеса 2, выполняемая автоматически, ошибочно определяется как операция находящегося в транспортном средстве человека.
0
1
0
1
[0049] Преимущества, обусловленные тем, что коэффициент κ отличается от коэффициента κ, будут описаны ниже. Ранее было сказано, что σ и σ - собственные значения, определяемые в соответствии с механизмом системы электронного управления. Путем комбинирования таких собственных значений и коэффициентов, имеющих разные значения в зависимости от угла поворота рулевого колеса, гибкость настройки порогового значения L2 увеличивается. В результате можно установить пороговое значение с учетом отдельной операции находящегося в транспортном средстве человека.
1
0
1
0
1
0
[0050] Кроме того, коэффициент κ устанавливается меньшим, чем коэффициент κ. В результате чувствительность определения повышается в областях, где угол поворота рулевого колеса велик. Если коэффициент κ больше, чем коэффициент κ, возможно, что ток электродвигателя не превысит пороговое значение L2, даже если находящийся в транспортном средстве человек значительно управляет рулевым колесом 2. Установив коэффициент κ меньше, чем коэффициент κ, такую возможность можно исключить.
[0051] Величина перехода с автоматического управления на ручное управление (в дальнейшем соответственно называемая величиной OD) будет описана далее со ссылкой на фиг.5-8. Вертикальные и горизонтальные оси и т.д. На фиг.5-8 такие же, как на фиг.4. Прямая линия L1 и пороговое значение L2 на фиг.5-8 такие же, как и на фиг.4.
[0052] На фиг.4 было описано, что если ток электродвигателя больше порогового значения L2, контроллер определяет, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление. Даже если произошел переход с автоматического управления на ручное управление, доля вмешательства находящегося в транспортном средстве человека изменяется. В настоящем варианте осуществления доля вмешательства находящегося в транспортном средстве человека определяется как величина перехода с автоматического управления на ручное управление. Величина перехода с автоматического управления на ручное управление представлена стандартизованным значением от 0 до 1. Величина перехода с автоматического управления на ручное управление, равная 0, определяется, когда находящийся в транспортном средстве человек не вмешивается в управление транспортным средством, то есть когда система выполняет все управление. Величина перехода с автоматического управления на ручное управление, равная 1, определяется, когда все полномочия на управление переданы находящемуся в транспортном средстве человеку, и находящийся в транспортном средстве человек выполняет все управление. Величина перехода с автоматического управления на ручное управление больше 0 и меньше 1 (0<величина OD<1) определяется как выполнение части управления находящимся в транспортном средстве человеком, а остальная часть выполняется системой. Увеличение величины перехода с автоматического управления на ручное управление (по мере приближения величины перехода с автоматического управления на ручное управление к 1) указывает на увеличение доли, выполняемой находящимся в транспортном средстве человеком.
2
0
0
2
3
1
1
3
2
3
2
3
2
0
0
2
3
1
1
3
2
3
[0053] Прямая линия L3, показанная на фиг.5, представляет собой пороговое значение, используемое для вычисления величины перехода с автоматического управления на ручное управление (далее именуемой пороговым значением L3). В настоящем варианте осуществления контроллер использует прямую линию L1 для установки порогового значения L3. Будет описан один пример способа установки порогового значения L3. Контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное путем умножения σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса равен нулю. Кроме того, контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов. Коэффициент κ больше, чем коэффициент κ (κ>κ). Контроллер соединяет значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, и значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, чтобы тем самым установить пороговое значение L3. Коэффициент κ может быть больше, чем коэффициент κ.
[0054] Как показано на фиг.6, если ток I1 электродвигателя, обнаруженный, когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов, меньше или равен пороговому значению L2, контроллер определяет, что величина перехода с автоматического управления на ручное управление равна нулю. Кроме того, в это время контроллер определяет, что перехода с автоматического управления на ручное управление не произошло.
[0055] С другой стороны, как показано на Фиг.7, если ток I2 электродвигателя, обнаруженный, когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов, находится между пороговым значением L2 и пороговым значением L3, контроллер вычисляет величину перехода с автоматического управления на ручное управление, которая больше 0 и меньше 1 в соответствии с величиной тока электродвигателя I2. Чем ближе ток электродвигателя I2 к пороговому значению L3, тем ближе величина перехода с автоматического управления на ручное управление к единице. С другой стороны, чем ближе ток I2 электродвигателя к пороговому значению L2, тем ближе величина перехода с автоматического управления на ручное управление к нулю. Кроме того, в это время контроллер определяет, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление.
[0056] Кроме того, как показано на фиг.8, если обнаруженный ток I3 электродвигателя больше порогового значения L3, контроллер вычисляет величину перехода с автоматического управления на ручное управление, равную единице. Кроме того, контроллер определяет, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление.
[0057] На фиг.4-8 L1, L2 и L3 описаны как прямые линии, но настоящее изобретение этим не ограничивается. L1, L2 и L3 могут быть кривыми. Кроме того, L1, L2 и L3 могут иметь форму, имеющую заданную ширину.
[0058] Один пример способа установки пороговых значений будет описан далее со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.9.
0
[0059] На этапе S101 контроллер получает величину смещения (σ) тока электродвигателя. Величина смещения представляет собой ток, подаваемый на исполнительный механизм 4 поворота, который регулирует угол поворота поворотных колес 6a, 6b, когда угол поворота рулевого колеса 2 равен нулю (см. фиг.4).
1
1
0
1
1
0
[0060] Процесс переходит к этапу S103, и контроллер получает ток электродвигателя (σ) для перехода с автоматического управления на ручное управление самоустанавливающегося крутящего момента (см. фиг.4). σ - ток электродвигателя для компенсации самоустанавливающегося крутящего момента, возникающего при угле поворота рулевого колеса 100 градусов. Контроллер соединяет σ и σ, образуя прямую L1 (см. фиг.4). Как описано выше, ток электродвигателя (σ) и величина смещения (σ) являются собственными значениями, определяемыми в соответствии с механизмом системы электронного управления.
0
1
[0061] Процесс переходит к этапу S105, и контроллер определяет коэффициенты κ, κ для установки порогового значения L2, используемого для определения перехода с автоматического управления на ручное управление (см. фиг.4).
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
[0062] Процесс переходит к этапу S107, и контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса равен нулю. Кроме того, контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов. Контроллер соединяет значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, и значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, чтобы тем самым установить пороговое значение L2 (см. фиг.4). Пороговое значение L2 - это пороговое значение, используемое для определения перехода с автоматического управления на ручное управление.
2
0
0
2
3
1
3
2
0
0
2
3
1
1
3
[0063] Процесс переходит к этапу S109, и контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса равен нулю. Кроме того, контроллер устанавливает значение (κ × σ1), полученное умножением σ на коэффициент κ, в качестве порогового значения, когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов. Контроллер соединяет значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, и значение (κ × σ), полученное умножением σ на коэффициент κ, чтобы тем самым установить пороговое значение L3 (см. фиг.5). Пороговое значение L3 - это пороговое значение, используемое для определения перехода с автоматического управления на ручное управление.
[0064] Один пример способа определения перехода с автоматического управления на ручное управление будет описан далее со ссылкой на блок-схему последовательности операций на фиг.10.
[0065] На этапе S201 контроллер определяет ток электродвигателя, подаваемый на исполнительный механизм 4 поворота во время автоматического поворота.
[0066] Если ток I1 электродвигателя, обнаруженный на этапе S201, меньше или равен пороговому значению L2 (НЕТ на этапе S203), контроллер определяет величину перехода с автоматического управления на ручное управление равной 0 (этап S209). Кроме того, в это время контроллер определяет, что переход с автоматического управления на ручное управление не произошел (см. фиг.6). Если обнаруженный ток электродвигателя больше порогового значения L2 (ДА на этапе S203), процесс переходит к этапу S205.
[0067] Если обнаруженный ток I2 электродвигателя находится между пороговым значением L2 и пороговым значением L3 (НЕТ на этапе S205), контроллер вычисляет величину перехода с автоматического управления на ручное управление, которая больше 0 и меньше 1, в соответствии с величиной тока электродвигателя I2 (этап S211). Чем ближе ток электродвигателя I2 к пороговому значению L3, тем ближе величина перехода с автоматического управления на ручное управление к единице. С другой стороны, чем ближе ток I2 электродвигателя к пороговому значению L2, тем ближе величина перехода с автоматического управления на ручное управление к нулю. Кроме того, в это время контроллер определяет, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление (см. фиг.7).
[0068] Если обнаруженный ток I3 электродвигателя больше порогового значения L3 (ДА на этапе S205), контроллер определяет величину перехода с автоматического управления на ручное управление равной 1 (этап S207). Кроме того, в это время контроллер определяет, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление (см. фиг.8).
[0069] (Действие и эффекты)
Как описано выше, следующие действия и эффекты могут быть достигнуты с помощью устройства помощи при вождении согласно настоящему варианту осуществления.
[0070] Устройство помощи при вождении содержит датчик угла поворота рулевого колеса, который определяет угол поворота рулевого колеса 2, установленного в транспортном средстве, и контроллер, который определяет переход с автоматического управления на ручное управление находящегося в транспортном средстве человека относительно управления помощи при вождении, которое работает в транспортном средстве, на основе угла поворота рулевого колеса, обнаруженного датчиком угла поворота рулевого колеса. Контроллер получает ток электродвигателя (первый ток электродвигателя) для нейтрализации самоустанавливающегося крутящего момента, возникающего в шинах (см. фиг.3), установленных на транспортном средстве, во время выполнения управления помощи при вождении. Первый ток электродвигателя подается, например, на исполнительный механизм 4 поворота. Контроллер использует первый ток электродвигателя (прямая линия L1), чтобы тем самым установить пороговое значение L2 (первое пороговое значение), которое больше, чем первый ток электродвигателя (см. фиг.4). Если ток электродвигателя (второй ток электродвигателя) для управления углом поворота шин в соответствии с углом поворота рулевого колеса больше порогового значения L2, контроллер определяет, что произошел переход с автоматического управления на ручное управление.
[0071] Как описано выше, самоустанавливающийся крутящий момент увеличивается с увеличением угла поворота рулевого колеса. По этой причине, если пороговое значение определения для перехода с автоматического управления на ручное управление установлено без использования угла поворота рулевого колеса, операция рулевого колеса 2, выполняемая автоматически, может быть ошибочно определена как операция находящегося в транспортном средстве человека. Однако в настоящем варианте осуществления контроллер устанавливает пороговое значение L2 в соответствии с величиной угла поворота рулевого колеса, чтобы тем самым определить переход с автоматического управления на ручное управление. Тем самым повышается точность определения перехода с автоматического управления на ручное управление. Другими словами, можно предотвратить ошибочное определение перехода с автоматического управления на ручное управление.
[0072] Как показано на фиг.4, пороговое значение L2 увеличивается с увеличением угла поворота. Используя пороговое значение L2, можно предотвратить ошибочное определение перехода с автоматического управления на ручное управление.
0
[0073] Пороговое значение L2 устанавливается путем добавления значения смещения тока, подаваемого на исполнительный механизм 4 поворота, когда угол поворота рулевого колеса 2 равен нулю (см. Фиг.4). Даже если угол поворота рулевого колеса 2 равен нулю, то есть даже при движении по прямой, на исполнительный механизм 4 поворота подается постоянный ток электродвигателя. Посредством порогового значения L2, установленного с использованием такой величины смещения (σ), точность определения перехода с автоматического управления на ручное управление повышается.
[0074] Контроллер устанавливает пороговое значение L3 (второе пороговое значение), которое больше порогового значения L2 (см. фиг.5). Если второй ток электродвигателя больше порогового значения L2 и меньше порогового значения L3, контроллер вычисляет величину перехода с автоматического управления на ручное управление, указывающую долю операции вмешательства находящегося в транспортном средстве человека во время автоматического движения, в соответствии с величиной второго тока электродвигателя. Кроме того, если второй ток электродвигателя больше порогового значения L3, контроллер вычисляет величину перехода с автоматического управления на ручное управление, равную единице. Если величина перехода с автоматического управления на ручное управление равна единице, это означает, что права на управление переданы находящемуся в транспортном средстве человеку. Посредством настоящего варианта осуществления, поскольку точность определения перехода с автоматического управления на ручное управление повышается, точность вычисления величины перехода с автоматического управления на ручное управление также улучшается. Выполняя помощь при вождении на основе величины перехода с автоматического управления на ручное управление, можно выполнять соответствующую помощь при вождении в соответствии с намерением находящегося в транспортном средстве человека.
[0075] Если второй ток электродвигателя больше порогового значения L3, контроллер может сделать величину перехода с автоматического управления на ручное управление больше, чем когда второй ток электродвигателя меньше порогового значения L3. Как описано выше, если второй ток электродвигателя больше порогового значения L2 и меньше порогового значения L3, величина перехода с автоматического управления на ручное управление рассчитывается как значение, которое больше 0 и меньше 1 (на этом этапе это значение называется первой величиной перехода с автоматического управления на ручное управление). Когда второй ток электродвигателя больше, чем пороговое значение L3, контроллер делает величину перехода с автоматического управления на ручное управление больше, чем, когда второй ток электродвигателя меньше порогового значения L3, что означает, что величина перехода с автоматического управления на ручное управление рассчитывается так, чтобы она была больше, чем первая величина перехода с автоматического управления на ручное управление.
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
[0076] Коэффициент для установки порогового значения L2 различается в зависимости от величины угла поворота рулевого колеса. В частности, когда угол поворота рулевого колеса равен нулю, контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное путем умножения σ на коэффициент κ в качестве порогового значения. Когда угол поворота рулевого колеса составляет 100 градусов, контроллер устанавливает значение (κ × σ), полученное путем умножения σ на коэффициент κ в качестве порогового значения. σ и σ - собственные значения, определяемые в соответствии с механизмом системы электронного управления. Путем комбинирования таких собственных значений и коэффициентов, имеющих разные значения в зависимости от угла поворота рулевого колеса, гибкость настройки порогового значения L2 увеличивается. В результате можно установить пороговое значение с учетом отдельной операции находящегося в транспортном средстве человека.
[0077] В настоящем варианте осуществления используется система электронного управления. В системе электронного управления рулевое колесо 2 и поворотные колеса 6а, 6b (передние колеса) механически разделены.
[0078] Каждая из функций, описанных в вариантах осуществления выше, может быть реализована посредством одной или нескольких схем обработки. Схемы обработки включают в себя запрограммированные устройства обработки, такие как устройства обработки, включающие в себя электрические схемы. Кроме того, схемы обработки включают в себя такие устройства, как компоненты схем и специализированные интегральные схемы (ASIC), реализованные для выполнения описанных функций.
[0079] Варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше, но описания и фигуры, которые составляют часть этого раскрытия, не следует понимать как ограничивающие настоящее изобретение. Из этого раскрытия для специалистов в данной области техники будут очевидны различные альтернативные варианты осуществления, примеры и способы работы.
[0080] В вышеописанном варианте осуществления была описана система электронного управления, но настоящее изобретение этим не ограничивается. Например, настоящее изобретение может быть применено к системе рулевого управления с электроусилителем (EPS).
Описания ссылочных позиций
[0081] 2 Рулевое колесо
3 Исполнительный механизм рулевого управления
4 Исполнительный механизм поворота
6а, 6б Поворотные колеса
100 Датчики
101 Модуль навигации
102 HD-карта
104 Блок распознавания окружающей среды
105 Блок распознавания объектов
106 Модуль установки пункта назначения
107 Модуль планирования маршрута
108 Блок определения действия
109 Модуль планирования зоны движения
110 Модуль траектории
111 Модуль управления движением
111a Слой АВ
111b Вход АВ
111c Вход МР
111d Модуль принятия решения
111e Опорная модель
111f Модуль управления движением кузова
111g Модуль управление движением колес
111h Модуль активизации