JP7609017B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は車両制御装置に関し、詳しくは、回避支援に用いて好適な車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device suitable for use in avoidance assistance.
特許文献1には、車両が障害物に衝突しないように、ドライバの回避操縦時に追加の操舵トルクを発生させて横方向の移動量を増大させる装置が開示されている。 Patent document 1 discloses a device that generates additional steering torque when the driver performs an evasive maneuver to increase the amount of lateral movement of the vehicle so that the vehicle does not collide with an obstacle.
特許文献1に開示された装置では、目標とする横方向の移動量が達成されたことが判定されてから、回避の操舵トルクとは反対の操舵トルクが印可される。このため、車両が目標とする横方向の移動量を越えて移動するおそれがあり、その結果、車両が車線を逸脱するおそれもある。 In the device disclosed in Patent Document 1, after it is determined that the target amount of lateral movement has been achieved, a steering torque opposite to the avoidance steering torque is applied. This means that there is a risk that the vehicle will move beyond the target amount of lateral movement, which may result in the vehicle departing from the lane.
本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、車両の車線幅方向の走行位置を目標とする位置へ確実かつ滑らかに変位させる車両制御装置を提供することを目的とする。 This disclosure was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a vehicle control device that reliably and smoothly displaces the vehicle's traveling position in the lane width direction to a target position.
本発明の車両制御装置は、前方の回避対象の存在を受けて、車両の車線幅方向の走行位置を目標回避量が達成される目標走行位置へ変位させるように車両を操舵する操舵制御を実行するように構成される。操舵制御は、車両の前後軸を車線進行方向と平行にするためのフィードバック制御を含む。フィードバック制御は、車両の走行位置の目標走行位置に対する横偏差が設定値以下になったことを受けて開始される。 The vehicle control device of the present invention is configured to execute steering control in response to the presence of an object to be avoided ahead, so as to steer the vehicle so as to displace the vehicle's running position in the lane width direction to a target running position where a target avoidance amount is achieved. The steering control includes feedback control for making the front and rear axes of the vehicle parallel to the lane travel direction. The feedback control is started in response to the lateral deviation of the vehicle's running position from the target running position becoming equal to or less than a set value.
本発明の車両制御装置によれば、操舵制御においてフィードバック制御は車両の走行位置の目標走行位置に対する横偏差が設定値以下になったことを受けて開始されるので、車両が目標走行位置をオーバーシュートすることを抑えつつ、車両の車線幅方向の走行位置を目標走行位置へ確実かつ滑らかに変位させることができる。 According to the vehicle control device of the present invention, feedback control in steering control is initiated when the lateral deviation of the vehicle's driving position from the target driving position falls below a set value, so that the vehicle's driving position in the lane width direction can be reliably and smoothly displaced to the target driving position while preventing the vehicle from overshooting the target driving position.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 Below, the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, when the numbers, quantities, amounts, ranges, etc. of each element are mentioned in the embodiments shown below, the invention is not limited to the mentioned numbers unless specifically stated or clearly specified in principle. Furthermore, the structures, steps, etc. described in the embodiments shown below are not necessarily essential to the invention unless specifically stated or clearly specified in principle.
本発明の実施形態に係る車両制御装置は車両に搭載され、運転者による車両の運転を支援する。車両制御装置に提供される運転支援は、障害物を回避するための回避支援を含む。回避支援では、車両制御装置は車両の操舵を運転者に代わって制御する。図1は車両制御装置10によって操舵制御される車両2の動作を説明するための概略図である。以下、図1を用いて車両制御装置10による回避支援のための操舵制御の概要について説明する。
A vehicle control device according to an embodiment of the present invention is mounted on a vehicle and assists the driver in driving the vehicle. Driving assistance provided to the vehicle control device includes avoidance assistance for avoiding obstacles. In avoidance assistance, the vehicle control device controls the steering of the vehicle on behalf of the driver. Figure 1 is a schematic diagram for explaining the operation of a
図1の左右方向は車両2が走行する道路の車線幅方向に対応し、図1の上下方向は車線進行方向に対応する。図1に示す例では、最初、車両2の走行位置、すなわち、車線幅方向における走行位置はLP0である。以下、車線幅方向の最初の走行位置LP0を初期走行位置LP0と称する。
The left-right direction in FIG. 1 corresponds to the lane width direction of the road on which
図1に示す例では、走行中の車両2が初期走行位置LP0にあるとき、車両制御装置10は車両2の前方に回避対象4を検知する。回避対象4の検知方法には限定は無い。例えば、車両2に搭載されたカメラやLIDAR等の周辺監視センサによって車両2の周辺の物体を検知し、その物体の大きさ、位置、動きに基づいて車両2の周辺で検知された物体が回避対象かどうか判定してもよい。
In the example shown in FIG. 1, when a traveling
前方の回避対象4の検知を受けて、車両制御装置10は車両2を回避対象4から遠ざける方向に移動させる。具体的には、回避対象4との接触を回避するために必要な車線幅方向の移動量を目標回避量として算出し、目標回避量を達成できる車線幅方向の走行位置を目標走行位置LPtとして設定する。そして、車両2の車線幅方向の走行位置LPを初期走行位置LP0から目標走行位置LPtへ変位させるように車両2を操舵する操舵制御を実行する。
Upon detection of an object to be avoided 4 ahead, the
車両制御装置10は車両2を理想走行軌跡TTiに沿って移動させるように車両2を操舵する。理想走行軌跡TTiは車両2の走行位置LPを目標走行位置LPtへ確実かつ滑らかに変位させることができる走行軌跡である。理想走行軌跡TTiの実現のためには、車両2が目標走行位置LPtに到達した時点で車両2の前後軸が車線進行方向と平行になるように車両2のヨー角に対するフィードバック制御が必要である。このため、車両制御装置10が実行する回避支援のための操舵制御はフィードバック制御を含む。
The
ただし、フィードバック制御は単に実行すれば良いというものではない。車両2が目標走行位置LPtに到達してからフィードバック制御を開始したのでは、車両2は目標走行位置LPtをオーバーシュートしてしまう。ゆえに、フィードバック制御は車両2が目標走行位置LPtに達するよりも前に開始する必要があるが、どのように実行するかによって得られる制御結果は異なってくる。
However, feedback control does not simply need to be executed. If feedback control is started after the
例えば、操舵制御の開始時からフィードバック制御を実行するという考え方がある。しかし、この場合、操舵制御の開始直後から車両2の前後軸を車線進行方向に対して平行にしようとする制御が介入することになるため、回避量が増大し難く、車両2が回避対象4を回避できない虞が生じる。
For example, one approach is to execute feedback control from the start of steering control. However, in this case, control that attempts to make the front and rear axes of the
操舵制御の開始から一定時間経過したときや、回避対象4と車両2との距離が設定した値以下になったときにフィードバック制御を開始するという考え方もある。しかし、これらのタイミングでフィードバック制御を開始したのでは、車両2の周辺監視センサによる回避対象4の認識タイミングや位置の認識誤差によって、回避の操舵制御が妨げられる場合がある。
One approach is to start feedback control when a certain amount of time has elapsed since the start of steering control, or when the distance between the target to be avoided 4 and the
また、車両2の走行位置LPが回避側の車線の白線に近づくほど、フィードバック制御のゲインを大きくするという考え方もある。しかし、この場合、目標走行位置LPtと白線との間の距離隔次第では、車両2の前後軸を車線進行方向に対して平行にできない虞がある。
Another approach is to increase the feedback control gain as the
以上のように、フィードバック制御の実行方法が適切でなければ、車両2を理想走行軌跡TTiに沿って移動させることはできない。そこで、車両制御装置10は、車両2の走行位置LPの目標走行位置LPtに対する横偏差が設定値以下になったことを受けてフィードバック制御を開始する。つまり、本実施形態では、フィードバック制御の実行タイミングは目標走行位置LPtからの距離を基準にして判断される。なお、設定値は固定値でもよいし、例えば車速に応じて設定される可変値でもよい。
As described above, if the method of executing feedback control is not appropriate, the
図2は車両制御装置10による操舵制御の制御フローを示すフローチャートである。操舵制御の開始後、ステップS1では、車両制御装置10は目標走行位置LPtに対する走行位置LPの横偏差を算出し、横偏差が設定値以下かどうかを判定する。
Figure 2 is a flowchart showing the control flow of steering control by the
ステップS1の判定で横偏差が設定値よりも大きい場合、ステップS3が選択される。ステップS3では、車両制御装置10は車両2の前後軸を車線進行方向に対して平行にするためのフィードバック制御を実行しない。つまり、車両制御装置10はフィードバック制御抜きの操舵制御を継続する。
If the lateral deviation is determined to be greater than the set value in step S1, step S3 is selected. In step S3, the
ステップS3の後、ステップS4が実行される。ステップS4では、車両制御装置10は車両2が目標走行位置LPtに到達し、且つ、車両2の前後軸が車線進行方向に対して平行になったかどうか判定する。
After step S3, step S4 is executed. In step S4, the
フィードバック制御が実行されていない間は、ステップS4の判定結果は否定になる。制御フローはステップS1に戻り、車両制御装置10は目標走行位置LPtに対する走行位置LPの横偏差を更新する。そして、更新された横偏差が設定値以下かどうかを判定する。横偏差が設定値以下になるまでの間は、車両制御装置10によってステップS1、S3、及びS4が繰り返し実行される。
While feedback control is not being performed, the determination result in step S4 is negative. The control flow returns to step S1, and the
やがて車両2の走行位置LPの目標走行位置LPtに対する横偏差が設定値以下になったとき、ステップS2が選択される。ステップS2では、車両制御装置10は車両2の前後軸を車線進行方向に対して平行にするためのフィードバック制御を実行する。
When the lateral deviation of the
ステップS3の後、ステップS4が実行される。ステップS4では、車両制御装置10は車両2が目標走行位置LPtに到達し、且つ、車両2の前後軸が車線進行方向に対して平行になったかどうか判定する。
After step S3, step S4 is executed. In step S4, the
フィードバック制御の開始直後はステップS4の条件は成立せず、車両制御装置10によってステップS1、S2、及びS4が繰り返し実行される。その間、車両制御装置10によるフィードバック制御が実行されることで、車両2は目標走行位置LPtに近づきながら、車両2の前後軸は車線進行方向に対して平行になっていく。やがて、車両2が目標走行位置LPtに到達し、且つ、車両2の前後軸が車線進行方向に対して平行になった時点で操舵制御は終了する。
Immediately after feedback control begins, the condition of step S4 is not satisfied, and steps S1, S2, and S4 are repeatedly executed by the
以上のように、車両制御装置10によれば、フィードバック制御は車両2の走行位置LPの目標走行位置LPtに対する横偏差が設定値以下になったことを受けて開始される。これにより、車両2が目標走行位置LPtをオーバーシュートすることを抑えることができる。また、フィードバック制御が回避の操舵制御を妨げることがないので、車両2の走行位置LPを目標走行位置LPtへ確実かつ滑らかに変位させることができる。
As described above, according to the
2 車両
4 回避対象
10 車両制御装置
LP 車線幅方向の走行位置
LP0 初期走行位置
LPt 目標走行位置
TTi 理想走行軌跡
2 Vehicle 4
Claims (1)
前記操舵制御は、前記車両の前後軸を車線進行方向と平行にするためのフィードバック制御を含み、
前記フィードバック制御は、前記走行位置の前記目標走行位置に対する横偏差が設定値以下になったことを受けて開始される
ことを特徴とする車両制御装置。 The steering control is configured to execute, in response to the presence of an object to be avoided ahead, steering the vehicle so as to displace a traveling position of the vehicle in a lane width direction to a target traveling position at which a target avoidance amount is achieved,
the steering control includes a feedback control for making the front and rear axes of the vehicle parallel to the traveling direction of the lane;
The vehicle control device is characterized in that the feedback control is started when a lateral deviation of the traveling position with respect to the target traveling position becomes equal to or smaller than a set value.
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| JP2015009644A (en) | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 日産自動車株式会社 | Steering control device |
| US20160107682A1 (en) | 2014-10-15 | 2016-04-21 | Han-Shue Tan | System and method for vehicle steering control |
| JP2019533601A (en) | 2016-10-11 | 2019-11-21 | フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフトVolkswagen Aktiengesellschaft | Automobile avoidance support |
| JP2021062778A (en) | 2019-10-15 | 2021-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle control system |
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