JP6535482B2 - Vehicle travel control system - Google Patents
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Description
本発明は、走行環境を認識し、自車両の走行情報を検出して自動運転制御を行う車両の走行制御システムに関する。 The present invention relates to a travel control system of a vehicle that recognizes travel environment, detects travel information of a host vehicle, and performs automatic driving control.
近年、車両においては、ドライバの運転を、より快適に安全に行えるように自動運転の技術を利用した様々なシステムが開発され提案されている。このような自動運転のシステムでは、自動運転制御を実行中に、ドライバが所定の運転操作(ステアリング操作、アクセルペダル或いはブレーキペダル操作)を行った場合、運転者の意思を優先して自動運転制御を休止し、ドライバによる手動運転に切り換えるオーバライドの機能を備えている。 In recent years, in vehicles, various systems using automatic driving technology have been developed and proposed in order to perform driving of a driver more comfortably and safely. In such a system of automatic driving, if the driver performs a predetermined driving operation (steering operation, accelerator pedal or brake pedal operation) while executing automatic driving control, automatic driving control is given priority by giving priority to the driver's intention. It has an override function that pauses and switches to manual operation by the driver.
例えば、特許文献1には、車線逸脱回避の修正操舵を与える自動運転中に、操舵角や操舵角速度を検出してドライバによる操舵介入を判定し、運転状態を切り換える技術が開示されている。
For example,
特許文献1に開示されるような従来のオーバーライド判定では、ドライバの介入を判定したとき、一義的に自動運転を休止してドライバによる手動運転に切り換えるようにしているが、過渡的に中間的な自動運転を継続しながらも手動運転を行うことをドライバが所望し、最終的に自動運転に復帰したり、手動運転に切り換えたい場合がある。
In the conventional override determination as disclosed in
このような場合、従来のオーバーライド判定では円滑且つ適切に運転状態を切り換えることができず、ドライバに違和感や不安感を与えるばかりなく、ドライバビリティの悪化を招く虞がある。 In such a case, the driving state can not be switched smoothly and appropriately in the conventional overriding determination, which may not only give the driver a sense of discomfort or anxiety, and may deteriorate drivability.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動運転におけるオーバーライド判定で、運転状態を滑らか且つ適切に切り換えることのできる車両の走行制御システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a travel control system of a vehicle capable of switching a driving state smoothly and appropriately by overriding determination in automatic driving.
本発明の一態様による車両の走行制御システムは、自車両が走行する環境の走行環境情報と自車両の走行情報とに基づいて自動運転制御を実行する車両の走行制御システムにおいて、前記自動運転制御の際に、自動運転と手動運転との協調制御を行う第1の運転モードと、自動運転を休止して手動運転を許容する第2の運転モードとの何れへのオーバーライド条件が成立するか否かを判定するオーバーライド判定部と、前記オーバ−ライド判定部の判定結果に応じて、自動運転と前記第1の運転モードと前記第2の運転モードとを切り換える運転モード切換部とを備え、前記オーバーライド判定部は、操舵系の状態を表す2つのパラメータを用いて前記第1の運転モードの領域と前記第2の運転モードの領域とを設定し、前記第1の運転モードの領域と前記第2の運転モードの領域とを定める各パラメータの閾値を、前記オーバーライド条件を判定する判定閾値として走行状態に応じて可変する。 A travel control system for a vehicle according to an aspect of the present invention is a travel control system for a vehicle that executes automatic drive control based on travel environment information of an environment in which the host vehicle travels and travel information of the host vehicle. In this case, whether the overriding conditions for the first operation mode for performing coordinated control of automatic operation and manual operation or the second operation mode for allowing manual operation after stopping the automatic operation are satisfied and determining override determination unit configured to determine, the over - according to riding judging section determination result, and a driving mode switching unit for switching between automatic operation and said first mode of operation and said second operation mode, the The override determination unit sets the area of the first operation mode and the area of the second operation mode using two parameters representing the state of the steering system, and the first operation mode is set. The threshold values of the respective parameters defining the region and the region of the second operating mode, variable according to the running state as a determination threshold value the override condition.
本発明によれば、自動運転におけるオーバーライド判定で、運転状態を滑らか且つ適切に切り換えることができる。 According to the present invention, it is possible to smoothly and appropriately switch the driving state by the override determination in the automatic driving.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1において、符号1は、走行制御装置10を中心として構成される車両の走行制御システムを示している。走行制御装置10には、周辺環境認識装置15、自車位置情報検出装置16、車車間通信装置17、道路交通情報通信装置18、エンジン制御装置20、ブレーキ制御装置21、ステアリング制御装置22、警報装置23等が車載ネットワークを形成する通信バス100を介して接続され、また、各種設定及び操作用のスイッチ群19が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1,
周辺環境認識装置15は、車両の外部環境を撮影して画像情報を取得する車室内に設けた固体撮像素子等を備えたカメラ装置(ステレオカメラ、単眼カメラ、カラーカメラ等:図示せず)と、車両の周辺に存在する立体物からの反射波を受信するレーダ装置(レーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波レーダ等:図示せず)で構成されている。
The peripheral
周辺環境認識装置15は、カメラ装置で撮像した画像情報を基に、例えば、距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、車線区画線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データ等を自車両からの相対的な位置(距離、角度)を、速度と共に抽出する。
The surrounding
また、周辺環境認識装置15は、レーダ装置で取得した反射波情報を基に、反射した立体物の存在する位置(距離、角度)を、速度と共に検出する。尚、本実施の形態では、周辺環境認識装置15で認識可能な最大距離(立体物までの距離、車線区画線の最遠距離)を視程としている。更に、周辺環境認識装置15では、例えば、カメラ装置、レーダ装置等の異常や、悪天候等により周辺環境認識の精度が低下した場合には、周辺環境認識装置15の異常を走行制御装置10に出力する。
In addition, the surrounding
自車位置情報検出装置16は、例えば、公知のナビゲーションシステムであり、例えば、GPS[Global Positioning System:全地球測位システム]衛星から発信された電波を
受信し、その電波情報に基づいて現在位置を検出して、フラッシュメモリや、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、ブルーレイ(Blu−ray;登録商標)ディスク、HDD( Hard disk drive)等に予め記憶しておいた地図データ上に自車位置を特定する。
The vehicle position information detection device 16 is, for example, a known navigation system, and receives, for example, a radio wave transmitted from a GPS (Global Positioning System) satellite, and determines the current position based on the radio wave information. On map data stored in advance in flash memory, CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), Blu-ray (Blu-ray (registered trademark) disc), HDD (Hard disk drive), etc. Identify your vehicle position.
この予め記憶される地図データとしては、道路データおよび施設データを有している。道路データは、リンクの位置情報、種別情報、ノードの位置情報、種別情報、および、ノードとリンクとの接続関係の情報、すなわち、道路の分岐、合流地点情報と分岐路における最大車速情報等を含んでいる。施設データは、施設毎のレコードを複数有しており、各レコードは、対象とする施設の名称情報、所在位置情報、施設種別(デパート、商店、レストラン、駐車場、公園、車両の故障時の修理拠点の別)情報を示すデータを有している。そして、地図位置上の自車位置を表示して、操作者により目的地が入力されると、出発地から目的地までの経路が所定に演算され、ディスプレイへの画像表示やスピーカからの音声案内により誘導自在になっている。 The map data stored in advance includes road data and facility data. Road data includes link position information, type information, node position information, type information, and connection information of nodes and links, that is, branching of roads, merging point information, maximum vehicle speed information at branching roads, etc. It contains. The facility data has a plurality of records for each facility, and each record includes name information of the target facility, location information, facility type (department store, store, restaurant, parking lot, park, at the time of breakdown of the vehicle) It has the data which shows the information of repair base separately. Then, the vehicle position on the map position is displayed, and when the destination is input by the operator, the route from the departure place to the destination is calculated in a predetermined manner, and the image display on the display and the voice guidance from the speaker It is inducible by
車車間通信装置17は、例えば、所定の通信エリアを有する無線通信装置で構成され、他の車両と通信して情報の送受信を行うことが可能となっている。そして、他の車両との相互通信により、車両情報、走行情報、交通環境情報等を交換する。車両情報としては、車種(本形態では、乗用車、トラック、二輪車等の種別)を示す固有情報がある。また、走行情報としては車速、位置情報、ブレーキランプの点灯情報、右左折時に発信される方向指示器の点滅情報、緊急停止時に点滅されるハザードランプの点滅情報がある。更に、交通環境情報としては、道路の渋滞情報、工事情報等の状況によって変化する情報が含まれている。
The
道路交通情報通信装置18は、所謂、道路交通情報通信システム(VICS:Vehicle Information and Communication System:登録商標)であり、FM多重放送や道路上の発信機から、渋滞や事故、工事、所要時間、駐車場の道路交通情報をリアルタイムに受信し、この受信した交通情報を、上述の予め記憶しておいた地図データ上に表示する。
The road traffic
スイッチ群19は、ドライバの運転支援制御に係るスイッチ群で、例えば、速度を予め設定しておいた一定速で走行制御させるスイッチ、或いは、先行車との車間距離、車間時間を予め設定しておいた一定値に維持して追従制御させるためのスイッチ、走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御のスイッチ、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御のスイッチ、先行車(追い越し対象車両)の追い越し制御を実行させる追い越し制御実行許可スイッチ、これら全ての制御を協調して行わせる自動運転制御を実行させるためのスイッチ、これら各制御に必要な車速、車間距離、車間時間、制限速度等を設定するスイッチ、或いは、これら各制御を解除するスイッチ等から構成されている。
The
エンジン制御装置20は、車両のエンジン(図示せず)の運転状態を制御する周知の制御ユニットであり、例えば、吸入空気量、スロットル開度、エンジン水温、吸気温度、空燃比、クランク角、アクセル開度、その他の車両情報に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子制御スロットル弁の開度制御等の主要な制御を行う。
The
ブレーキ制御装置21は、例えば、ブレーキスイッチ、4輪の車輪速、ハンドル角θH、ヨーレートγ、その他の車両情報に基づき、4輪のブレーキ装置(図示せず)をドライバのブレーキ操作とは独立して制御可能で、周知のアンチロック・ブレーキ・システム(Antilock Brake System)や、横すべり防止制御等の車両に付加するヨーモーメントを制御するヨーモーメント制御、及び、ヨーブレーキ制御を行う周知の制御ユニットである。そして、ブレーキ制御装置21は、走行制御装置10から、各輪のブレーキ力が入力された場合には、該ブレーキ力に基づいて各輪のブレーキ液圧を算出し、ブレーキ駆動部(図示せず)を作動させる。
The
ステアリング制御装置22は、例えば、車速V、ドライバの操舵トルクTdrv、ハンドル角θH、ヨーレートγ、その他の車両情報に基づき、車両の操舵系に設けた電動パワーステアリングモータ(図示せず)によるアシストトルクを制御する、周知の制御装置である。また、ステアリング制御装置22は、上述の走行車線を設定車線に維持して走行制御するレーンキープ制御、走行車線からの逸脱防止制御を行う車線逸脱防止制御が可能となっており、これらレーンキープ制御、車線逸脱防止制御に必要な操舵角、或いは、操舵トルクが、走行制御装置10により算出されてステアリング制御装置22に入力され、入力された制御量に応じて電動パワーステアリングモータが駆動制御される。また、ステアリング制御装置22では、操舵機構を含む操舵系、操舵トルクセンサ、ハンドル角センサ等の異常を検出するようになっており、走行制御装置10により、これらの異常状態の発生が監視されている。
The steering control device 22 is based on, for example, a vehicle speed V, a driver's steering torque Tdrv, a steering wheel angle θH, a yaw rate γ, and other vehicle information, and assist torque by an electric power steering motor (not shown) provided in a steering system of the vehicle. Control unit, which is a well-known control unit. In addition, the steering control device 22 can perform lane keeping control for maintaining the above-mentioned traveling lane at the set lane and performing travel control, and lane departure prevention control for performing departure prevention control from the traveling lane. The steering angle or steering torque required for lane departure prevention control is calculated by the
警報装置23は、車両の様々な装置に異常が生じた場合、警報を適宜発生する装置であり、例えば、モニタ、ディスプレイ、アラームランプ等の視覚的な出力と、スピーカ・ブザー等の聴覚的な出力との少なくとも一方を用いて、警告・報知を行う。また、ドライバのオーバーライド操作による自動運転制御の休止時には、現在の運転状態をドライバに報知する。
The
以上の各装置を有する走行制御システム1の中心となる走行制御装置10は、各装置15〜22からの入力情報や制御情報に基づいて、障害物等との衝突防止制御、定速走行制御、追従走行制御、レーンキープ制御、車線逸脱防止制御、その他追い越し制御等を協調させて自動運転制御等を実行する。
The
この自動運転制御では、カメラによる撮像画像の画像認識やレーダ等から取得した走行環境情報に基づいて自車両が進行する経路を設定し、この経路に沿って走行するように操舵系の自動制御し、また、エンジンの出力制御、ブレーキ制御を実行する。このとき、操舵系の制御においては、設定した経路に沿って走行するのに必要な目標ハンドル角θHtとなるよう制御する。 In this automatic driving control, a route along which the vehicle travels is set based on traveling environment information acquired from image recognition of a captured image by a camera, radar, etc., and the steering system is automatically controlled to travel along this route. Also performs engine output control and brake control. At this time, in the control of the steering system, control is performed so as to achieve the target steering wheel angle θHt necessary to travel along the set route.
自車両が進行する経路は、特定の技術に限定されることなく周知の技術を用いて設定することができる。例えば、画像処理で認識した車線の中央に経路を設定したとき、目標ハンドル角θHtは、以下の(1)式によって算出することができる。(1)式では、現在の車両横位置xvと車線中央位置xcとの偏差(xc−xv)に基づく閉ループで目標値に収束させるための操舵角に、カーブの旋回に対するフィードフォワード制御のための車線曲率κに基づく操舵角、ヨー角θyを閉ループで目標値に収束させるための操舵角を加えて、目標ハンドル角θHtを算出する。
θHt=Gf・(xc−xv)+Gff・κ+Gy・θy…(1)
但し、Gf:車両の横位置に対するフィードバックゲイン
Gff:フィードフォワードゲイン
Gy:ヨー角に対するフィードバックゲイン
The path traveled by the vehicle can be set using known techniques without being limited to a specific technique. For example, when a route is set at the center of a lane recognized by image processing, the target steering wheel angle θHt can be calculated by the following equation (1). In equation (1), the steering angle for converging on the target value in a closed loop based on the deviation (xc-xv) between the current vehicle lateral position xv and the lane center position xc, and for feedforward control for turning of the curve A target steering wheel angle θHt is calculated by adding a steering angle based on the lane curvature y and a steering angle for causing the yaw angle θy to converge to the target value in a closed loop.
θHt = Gf · (xc−xv) + Gff · κ + Gy · θy (1)
However, Gf: feedback gain for the lateral position of the vehicle
Gff: feed forward gain
Gy: Feedback gain for yaw angle
また、目標ハンドル角θHtへの操舵制御は、目標ハンドル角θHtと実ハンドル角θHとの偏差に基づく目標トルクへの制御として実行される。目標トルクへの制御は、具体的には、ステアリング制御装置22を介した電動パワーステアリングモータの電流制御として実行され、例えば、PID制御による以下の(2)式に示す駆動電流IMで電動パワーステアリングモータが駆動される。
IM=Kv・(Kp・(θHt-θH)+Ki・∫(θHt-θH)dt+Kd・d(θHt-θH)/dt)…(2)
但し、Kv:モータ電圧−電流の変換係数
Kp:比例ゲイン
Ki:積分ゲイン
Kd:微分ゲイン
Further, steering control to the target steering wheel angle θHt is executed as control to a target torque based on the deviation between the target steering wheel angle θHt and the actual steering wheel angle θH. Specifically, control to the target torque is executed as current control of the electric power steering motor via the steering control device 22. For example, electric power steering with driving current IM shown in the following equation (2) by PID control The motor is driven.
IM = Kv · (Kp · (θHt-θH) + Ki · ∫ (θHt-θH) dt + Kd · d (θHt-θH) / dt) (2)
However, Kv: motor voltage-current conversion coefficient
Kp: proportional gain
Ki: Integral gain
Kd: differential gain
このような自動運転制御中に、ドライバの介入によるオーバーライド判定がなされると、自動運転から手動運転に向かって運転モードが切り換えられる。この運転モードの切り換えは、オーバーライド判定がなされたときに一義的に自動運転を休止して手動運転に切り換える従来の運転切り換えではなく、自動運転から切り換え可能な複数の運転モードを設けており、自動運転から段階的に手動運転に切り換え可能としている。 During such automatic driving control, when the override determination is made by the intervention of the driver, the driving mode is switched from the automatic driving to the manual driving. This operation mode switching is not the conventional operation switching which stops the automatic operation uniquely and switches to the manual operation when the overriding determination is made, but provides a plurality of operation modes which can be switched from the automatic operation, It is possible to switch from manual operation to manual operation in stages.
このため、走行制御装置10は、オーバーライドによる自動運転と手動運転との切り換えに係る機能として、複数の運転モードの何れのオーバーライド条件が成立するかを判定するオーバーライド判定部11と、オーバーライド判定部11で判定されたオーバーライドの段階に応じて自動運転から運転モードを切り換える運転モード切換部12とを備えている。更に、本実施の形態においては、オーバーライド判定部11にてオーバーライドを判定する際の閾値を、走行状態に応じて可変するオーバーライド判定閾値設定部11aを備えている。
For this reason, the traveling
本実施の形態においては、オーバーライド判定部11は、ドライバの介入によるオーバーライドの運転モードが以下に示すような運転モードA,Bの2段階の運転モードの何れに該当するかを判定する。運転モードAは、自動運転と手動運転との協調制御を行う第1の運転モードであり、運転モードBは、自動運転を休止した手動運転を許容する第2の運転モードである。
In the present embodiment, the
尚、第1の運転モードである運転モードAは、更に、協調制御を複数段階とした複数の運転モードを含むようにしても良く、その場合には、後述するように、協調制御における自動運転の制御ゲインを複数段階に設定する。
<運転モードA>
ドライバのオーバーライドへの介入の度合いが弱い場合を考慮した運転モードであり、自動運転と手動運転との協調制御を行う。例えば、ドライバが一時的に手動運転を行い、その後は、また、システムによる自動運転にまかせたいような場合、一義的に手動運転に切り換えることなく、ドライバによる手動運転をシステムによる操作制御で支援するような協調制御の運転モードとする。
Operation mode A, which is the first operation mode, may further include a plurality of operation modes in which coordinated control is divided into a plurality of stages, in which case control of automatic operation in coordinated control will be described later. Set the gain in multiple steps.
<Operation mode A>
This operation mode takes into consideration the case where the degree of intervention in the driver's override is weak, and performs coordinated control of automatic operation and manual operation. For example, if the driver performs a manual operation temporarily and wants to leave it to the automatic operation by the system again, the manual control by the driver can be supported by the operation control by the system without switching to the manual operation uniquely. Operation mode of cooperative control.
例えば、図2に示すように、カーブの旋回走行中で前方の旋回内側の路傍に物体OBが存在するとき、自動運転では、自車両Cと物体OBとが現在の経路での走行に特に支障がなく、安全が確保できる程度に離れている場合には、現在の経路Lでの走行を継続する。このとき、破線で示すように、ドライバが物体OBを気にして現在の経路を僅かに外れるような操舵を一時的に行った場合、協調制御の運転モードで経路L’に変更することにより、物体OBを通過した後に容易に自動運転に復帰可能となる。
<運転モードB>
従来のオーバーライド判定による切り換えと同様であり、自動運転を休止して手動運転を許容する。この運転モードBでは、システムによる目標操舵角への制御を休止して、ドライバが手動操作によって運転することができる。
For example, as shown in FIG. 2, when an object OB is present at a roadside inside a front turn while turning around a curve, in automatic driving, the own vehicle C and the object OB particularly interfere with running on the current route. If the vehicle is separated to such an extent that safety can be secured, traveling on the current route L is continued. At this time, as shown by a broken line, when the driver temporarily steers the vehicle OB so as to slightly deviate from the current route, by changing to the route L 'in the operation mode of the coordinated control, After passing through the object OB, it is possible to easily return to the automatic operation.
<Operation mode B>
It is similar to switching by the conventional override determination, and stops the automatic operation to allow the manual operation. In this operation mode B, the driver can operate by manual operation while stopping the control to the target steering angle by the system.
これらの運転モードA,Bの何れに該当するかは、以下の(1),(2)に示すように、操舵系の状態を表すパラメータの少なくとも1つを判定閾値と比較して判定する。
(1)操舵トルクを用いた判定
ドライバの操舵トルクTdrvを閾値Th1,Th2(Th1<Th2)と比較し、ドライバが比較的弱い操舵を行い、Th2>Tdrv>Th1の条件が成立する場合、協調制御の運転モードAへのオーバーライドと判定する。また、ドライバが強い操舵を行い、Tdrv≧Th2の条件が成立する場合、手動運転の運転モードBへのオーバーライドと判定する。
(2)操舵系の状態を表す複数のパラメータを組み合わせた判定
操舵系の状態を表す複数のパラメータとして、例えば、操舵トルク、操舵トルク速度、操舵角度、操舵角速度、操舵角加速度を想定し、これらの中の2つのパラメータを用いた2次元マップを作成し、このマップを参照して運転モードA,Bのオーバーライド判定を行う。
As shown in the following (1) and (2), it is determined by comparing at least one of the parameters representing the state of the steering system with the determination threshold, as shown in (1) or (2) below.
(1) Determination using steering torque The steering torque Tdrv of the driver is compared with the threshold values Th1 and Th2 (Th1 <Th2), and the driver performs relatively weak steering, and when the condition of Th2>Tdrv> Th1 is satisfied, coordination It is determined that the control is an override to the operation mode A. In addition, when the driver performs strong steering and the condition of Tdrv 成立 Th2 is satisfied, it is determined that manual operation is to be overridden to the operation mode B.
(2) Determination combining a plurality of parameters representing the state of the steering system As a plurality of parameters representing the state of the steering system, for example, steering torque, steering torque speed, steering angle, steering angular velocity, steering angular acceleration are assumed A two-dimensional map is created using the two parameters in, and the override determination of operation modes A and B is performed with reference to this map.
オーバーライド判定の2次元マップは、図3に示すように、X,Yのマップ軸に、操舵トルク、操舵トルク速度、操舵角度、操舵角速度、操舵角加速度の中の2つのパラメータp,qを配置して作成される。そして、これらのパラメータp,qによって特定されるマップ上の位置により、オーバーライドされる運転モードが運転モードAか運転モードBかが判定される。 In the two-dimensional map of override determination, as shown in FIG. 3, two parameters p and q among steering torque, steering torque speed, steering angle, steering angular velocity, and steering angular acceleration are arranged on the map axes of X and Y. Is created. Then, whether the operation mode to be overridden is the operation mode A or the operation mode B is determined by the position on the map specified by the parameters p and q.
図3においては、X,Y軸のマップ上において、x1≦p≦x2且つy1≧qの領域と、−x1≧p≧−x2且つ−y1≦qの領域とが運転モードAへのオーバーライド領域RAとして設定され、x2<p又はy1<qの領域と、−x2>p又は−y1>qの領域とが運転モードBへのオーバーライド領域RBとして設定されている。 In FIG. 3, the region of x1 ≦ p ≦ x2 and y1 ≧ q and the region of −x1 ≧ p ≧ −x2 and −y1 ≦ q on the map of the X and Y axes are the override regions to the operation mode A. An area of x2 <p or y1 <q and an area of −x2> p or −y1> q are set as the overriding area RB to the operation mode B.
例えば、マップのパラメータpとして操舵トルクを用い、パラメータqとして操舵角速度を用いたものとすると、操舵トルクが小さいにも拘わらず操舵角速度が速く、領域RBに入る場合には、ドライバの手動運転の意思が明確であると判断されるため、自動運転を休止して手動運転となる運転モードBへのオーバーライド判定とする。また、操舵トルク及び操舵角速度が中程度で、領域RAに入る場合には、ドライバの手動運転への意思が一時的であり、再度、自動運転へ復帰を望んでいる可能性があるものとして、自動運転と手動運転とを協調させる運転モードAへのオーバーライド判定とする。 For example, using the steering torque as the parameter p of the map, if it is assumed that using the steering angle speed as a parameter q, a fast steering angle speed despite steering torque is small, when entering the region RB, the driver of the manual Since it is determined that the intention of the driving is clear, the automatic driving is stopped and it is determined that the driving mode B is the manual driving. Further, in moderate steering torque and the steering angle speed, when entering the region RA is willing to manual operation of the driver is transient, as potentially wants again, return to automatic operation , And override determination to the operation mode A in which automatic operation and manual operation are coordinated.
このオーバーライド判定の閾値は、オーバーライド判定閾値設定部11aで設定され、走行状態に応じて可変される。すなわち、操舵トルクの判定閾値Th1,Th2や、マップの領域RA,RBを定める閾値±x1,±y1が走行状態の条件によって可変される。
The threshold value of this overriding determination is set by the overriding determination
走行状態の条件としては、例えば、直進状態と旋回状態、低車速状態と高車速状態等があり、これらの条件に応じて閾値が変更され、自動運転と手動運転との協調制御が適正化される。例えば、車速が低い状態では操舵トルクに対する判定の閾値Th1を下げてドライバが介入し易くし、車速が高くなる程、閾値Th2を上げてドライバが介入し難くする。 As the conditions of the traveling state, there are, for example, a straight state and a turning state, a low vehicle speed state and a high vehicle speed state, etc. The threshold is changed according to these conditions, and coordinated control of automatic driving and manual driving is optimized. Ru. For example, in a state where the vehicle speed is low, the threshold value Th1 for determination on the steering torque is lowered to make it easier for the driver to intervene, and as the vehicle speed becomes higher, the threshold value Th2 is raised to make the driver harder to intervene.
また、直進走行状態では操舵トルクに対する判定の閾値を下げてドライバが介入し易くし、旋回走行状態では判定の閾値を上げてドライバが介入し難くすることで、ドライバがハンドルをしっかり握った状態に誘導し、オーバーライド後のハンドル操作における安定感を向上することができる。直進状態と旋回状態とは、カメラによる路面状態認識、操舵角が所定の設定値を超えるか否か、ヨーレートや横加速度が所定の設定値を超えるか否かにより、判別することができる。 In addition, the threshold for judgment on the steering torque is lowered in the straight running state to make it easier for the driver to intervene, and in the turning driving state, the threshold for judgment is raised to make it difficult for the driver to intervene. It is possible to improve the sense of stability in steering and steering after the override. The straight state and the turning state can be determined based on the road surface state recognition by the camera, whether the steering angle exceeds a predetermined set value, and whether the yaw rate or the lateral acceleration exceeds a predetermined set value.
運転モード切換部12は、オーバーライド判定部11によるオーバーライドの判定結果に従って、自動運転、運転モードA(協調制御)、運転モードB(手動運転)を切り換える。この場合、協調制御の運転モードAでは、自動運転の制御ゲインをドライバによる手動運転を優先するように調整する。自動運転の制御ゲインの調整は、システムによる操舵トルクを低減する方向に調整して手動運転に対する自動運転の操舵反力を適正化できれば良く、目標ハンドル角θHtや電動パワーステアリングモータの駆動電流IMを設定する際のゲインを対象とすることができる。
The operation mode switching unit 12 switches the automatic operation, the operation mode A (coordinated control), and the operation mode B (manual operation) according to the determination result of the override by the
すなわち、運転モードAでは、前述の(1)式による目標ハンドル角θHtを算出する際のゲイン(フィードバックゲインGf,Gy、フィードフォワードゲインGff)、前述の(2)式による電動パワーステアリングモータの駆動電流IMを算出する際のゲイン(PID制御のゲインKp,Ki,Kd)の何れか、或いは双方を調整して最適化することで、ドライバによる手動操舵を優先しつつ、システムによる操舵トルクで支援する。 That is, in the operation mode A, gains (feedback gains Gf and Gy, feed forward gain Gff) at the time of calculating the target steering wheel angle θHt according to the above-mentioned equation (1) and driving of the electric power steering motor according to the equation (2) Assisting with the steering torque by the system while giving priority to the manual steering by the driver by adjusting and optimizing one or both of the gains (gains Kp, Ki, Kd of the PID control) when calculating the current IM Do.
例えば、電動パワーステアリングモータの駆動電流IMに対して、PID制御の比例ゲインKp、積分ゲインKi、微分ゲインKdの一部又は全部を低減することで、自動運転の操舵トルクを低減し、ドライバによる手動運転に対して自動運転の操舵トルクを違和感のない大きさとすることができる。 For example, by reducing the proportional gain Kp, integral gain Ki, and differential gain Kd of the PID control with respect to the drive current IM of the electric power steering motor, the steering torque for automatic driving is reduced by the driver. The steering torque of the automatic driving can be made into a size without a sense of incongruity with respect to the manual driving.
但し、ドライバによる操舵で安全が確保できないと判断される場合には、自動運転の制御ゲインを低減せず、逆に制御ゲインを大きくする。また、第1の運転モードである運転モードAが複数段階のモードを含む場合には、協調制御における自動運転の制御ゲインを、ドライバの介入度合い等に応じて段階的に設定するようにしても良い。 However, when it is determined that safety can not be ensured by steering by the driver, the control gain of the automatic driving is not reduced but the control gain is increased. When operation mode A, which is the first operation mode, includes a multi-step mode, the control gain of automatic operation in coordinated control may be set in stages according to the degree of intervention of the driver, etc. good.
次に、走行制御装置10で実行される運転モード切換のプログラム処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。
Next, the program processing of the driving mode switching performed by the traveling
この運転モード切換処理では、先ず、最初のステップS101において、自動運転制御が実行されている自動運転状態か否かが判定される。自動運転状態ではない場合は、プログラムを抜け、自動運転状態の場合、S102に進み、直進走行、旋回走行、低車速走行、高車速走行等の走行状態を判別する。そして、ステップS103で走行状態に応じてオーバーライド判定の閾値を設定する。 In this operation mode switching process, first, in the first step S101, it is determined whether or not the automatic operation control is being performed. If it is not in the automatic driving state, the program is exited, and if it is in the automatic driving state, the process proceeds to S102 to determine the driving state such as straight running, turning, low vehicle speed traveling, high vehicle speed traveling and the like. Then, in step S103, a threshold value for overriding determination is set according to the traveling state.
次に、ステップS104へ進み、オーバーライド条件が成立するか否かを判定する。例えば、操舵トルクを用いて判定する場合、操舵トルクが閾値Th1以下の場合には、オーバーライド条件が非成立と判定し、操舵トルク、操舵トルク速度、操舵角度、操舵角速度、操舵角加速度のパラメータを用いて2次元マップを参照する場合には、参照パラメータによって特定されるマップ内の位置が領域RA,RBの領域外である場合、オーバーライド条件が非成立と判定する。 Next, the process proceeds to step S104, and it is determined whether the override condition is satisfied. For example, when the steering torque is determined using the steering torque, if the steering torque is equal to or less than the threshold Th1, it is determined that the override condition is not established, and the parameters of steering torque, steering torque speed, steering angle, steering angular velocity, and steering angular acceleration are When the two-dimensional map is referred to using, if the position in the map specified by the reference parameter is out of the area of the areas RA and RB, it is determined that the override condition is not satisfied.
そして、ステップS104において、オーバーライド条件非成立と判定された場合には、プログラムを抜け、オーバーライド条件成立と判定された場合、ステップS105へ進む。ステップS105では、オーバーライドによる運転モードの切り換えが運転モードAと運転モードBとの何れであるかを調べる。運転モードAへの切り換えである場合には、ステップS106で自動運転と手動運転の協調制御を実行し、運転モードBへの切り換えである場合、ステップS107で自動運転を休止してドライバによる操舵に従った手動運転を可能とする。 If it is determined in step S104 that the override condition is not established, the program is exited, and if it is determined that the override condition is established, the process proceeds to step S105. In step S105, it is checked whether the switching of the operation mode by the override is the operation mode A or the operation mode B. If switching to the operation mode A, cooperative control of automatic driving and manual driving is executed in step S106. If switching to the operation mode B, automatic driving is stopped in step S107 and steering by the driver is performed. Enable to follow the manual operation.
このように本実施の形態においては、自動運転と手動運転との協調制御を行う第1の運転モードと、自動運転を休止して手動運転を許容する第2の運転モードとを設けて、オーバーライド判定で第1の運転モードと第2の運転モードとを切り換えるため、自動運転から手動運転へ切り換える際に、滑らかで且つ容易に運転モードを切り換えることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the first operation mode for performing cooperative control between the automatic operation and the manual operation and the second operation mode for stopping the automatic operation and permitting the manual operation are provided. Since the first operation mode and the second operation mode are switched by the determination, it is possible to switch the operation mode smoothly and easily when switching from the automatic operation to the manual operation.
また、オーバーライドの1段階目として、自動運転と手動運転との中間的な第1の運転モードを設けることで、自動運転を継続しながら手動運転の介入を許容する状態を実現することができる。すなわち、ドライバは自動運転による制御状態を感知しながら自らが介入して走行する状態を実現することができ、自動運転と手動運転とが親和した協調状態を実現することができる。 Further, by providing a first operation mode intermediate between the automatic operation and the manual operation as the first stage of the override, it is possible to realize a state in which the intervention of the manual operation is permitted while the automatic operation is continued. That is, the driver can realize the state in which he / she intervenes and travels while sensing the control state by the automatic driving, and can realize the coordinated state in which the automatic driving and the manual driving are compatible.
また、オーバーライドの2段階目として、自動運転を休止させて手動運転を許容する第2の運転モードを設けることで、自動運転を休止させて手動運転に切り換えた状態に容易に移行することができる。逆に、ドライバの介入(オーバーライド)を休止した場合には、速やかに元の自動運転状態に戻ることが可能となる。 In addition, by providing the second operation mode in which the automatic operation is suspended and the manual operation is permitted as the second stage of the override, the automatic operation can be easily shifted to the manual operation switched to the manual operation. . Conversely, when the driver's intervention (override) is suspended, it is possible to quickly return to the original automatic driving state.
1 走行制御システム
10 走行制御装置
11 オーバーライド判定部
11a オーバーライド判定閾値設定部
12 運転モード切換部
22 ステアリング制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記自動運転制御の際に、自動運転と手動運転との協調制御を行う第1の運転モードと、自動運転を休止して手動運転を許容する第2の運転モードとの何れへのオーバーライド条件が成立するか否かを判定するオーバーライド判定部と、
前記オーバーライド判定部の判定結果に応じて、自動運転と前記第1の運転モードと前記第2の運転モードとを切り換える運転モード切換部と
を備え、
前記オーバーライド判定部は、操舵系の状態を表す2つのパラメータを用いて前記第1の運転モードの領域と前記第2の運転モードの領域とを設定し、前記第1の運転モードの領域と前記第2の運転モードの領域とを定める各パラメータの閾値を、前記オーバーライド条件を判定する判定閾値として走行状態に応じて可変する
ことを特徴とする車両の走行制御システム。 In a travel control system of a vehicle that executes automatic driving control based on travel environment information of an environment in which the host vehicle travels and travel information of the host vehicle,
In the automatic operation control, there is an override condition to any of the first operation mode in which cooperative control of automatic operation and manual operation is performed and the second operation mode in which automatic operation is suspended and manual operation is permitted. An override determination unit that determines whether or not the condition is satisfied;
An operation mode switching unit that switches between automatic operation, the first operation mode, and the second operation mode according to the determination result of the override determination unit ;
The override determination unit sets the area of the first operation mode and the area of the second operation mode using two parameters representing the state of the steering system, and the area of the first operation mode and the area of the first operation mode A travel control system of a vehicle , wherein a threshold value of each parameter for determining a region of a second driving mode is varied according to a traveling condition as a determination threshold value for determining the override condition .
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