车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质与流程

文档序号:16258884发布日期:2018-12-12 01:11阅读:186来源:国知局
车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质与流程

本发明涉及车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质。

背景技术

以往,已知有如下技术:在车道信息不能利用或不存在可靠性的情况下,以将本车辆与相邻车辆的距离维持为预先确定的最小距离的方式自动地进行控制(例如,参照日本特表2015-523256号公报)。

然而,在以往的技术中,在不能取得车道信息且在相邻车道上也不存在其他的车辆的情况下,难以继续进行控制,因此有时使控制结束而切换为手动驾驶。在切换为手动驾驶的情况下,不再向转向盘施加转向转矩,因此有时使对转向盘进行把持的乘客感到不适感。



技术实现要素:

本发明的方案是考虑到这样的情况而完成的,其目的之一在于,提供一种能够更自然地对控制进行切换的车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质。

本发明的车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质采用了以下的结构。

(1)本发明的一方案为车辆控制系统,其具备:识别部,其识别道路的划分线;以及转向控制部,其基于由所述识别部识别出的划分线中的对本车辆行驶的行驶车道进行划分的划分线,来进行第一转向控制,以使所述本车辆不从所述行驶车道脱离,其中,在所述本车辆的前方未由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者表示所述划分线的识别的程度的指标值小于阈值的情况下,所述转向控制部限制所述第一转向控制,并在以所述本车辆的直行时的转向角为基准的规定角度的范围内决定目标转向角,且以决定出的所述目标转向角进行第二转向控制。

(2)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,在对所述行驶车道进行划分的划分线从未被识别出的状态恢复到被识别出的状态的情况下,或者所述指标值从小于阈值的状态恢复到阈值以上的状态的情况下,所述转向控制部限制所述第二转向控制,进行所述第一转向控制。

(3)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,当所述本车辆在高速道路上行驶的情况下,所述转向控制部进行所述第二转向控制。

(4)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,所述车辆控制系统还具备操作检测部,该操作检测部检测由所述本车辆的乘客操作驾驶操作件的情况,在由所述操作检测部检测出所述驾驶操作件被操作了的情况下,所述转向控制部进行所述第二转向控制。

(5)在(4)的方案的车辆控制系统的基础上,所述车辆控制系统还具备报告部,在所述本车辆的前方未由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者所述指标值小于阈值的情况下,所述报告部向所述本车辆的乘客报告用于要求所述驾驶操作件的操作的规定信息,所述转向控制部从由所述报告部报告所述规定信息起到经过规定时间为止,继续进行所述第二转向控制,在所述规定时间内未由所述操作检测部检测出所述驾驶操作件被操作了的情况下,所述转向控制部限制所述第二转向控制。

(6)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,所述车辆控制系统还具备速度控制部,在由所述转向控制部限制了所述第二转向控制的情况下,所述速度控制部进行使所述本车辆减速的减速控制。

(7)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,所述车辆控制系统还具备自动驾驶控制部,该自动驾驶控制部进行自动地控制所述本车辆的转向及加减速的自动驾驶控制,在由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者所述指标值为阈值以上的情况下,所述自动驾驶控制部进行不需要由所述本车辆的乘客把持驾驶操作件的所述自动驾驶控制,在未由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者所述指标值小于阈值的情况下,所述自动驾驶控制部限制所述自动驾驶控制,并且使所述转向控制部进行所述第二转向控制。

(8)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,所述车辆控制系统还具备:操作检测部,其检测由所述本车辆的乘客操作驾驶操作件的情况;以及自动驾驶控制部,其进行自动地控制所述本车辆的转向及加减速的自动驾驶控制,其中,在由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者所述指标值为阈值以上的情况下,所述自动驾驶控制部进行不需要由所述本车辆的乘客把持驾驶操作件的所述自动驾驶控制,在未由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下或者所述指标值小于阈值的情况下,并且在未由所述操作检测部检测出所述驾驶操作件被操作了的情况下,所述自动驾驶控制部进行需要由所述本车辆的乘客把持驾驶操作件的所述自动驾驶控制。

(9)本发明的另一方案为车辆控制系统,其具备:识别部,其识别道路的划分线;生成部,其基于由所述识别部识别出的划分线中的对本车辆行驶的行驶车道进行划分的划分线,来生成目标轨道;以及转向控制部,其基于由所述生成部生成的目标轨道的曲率来决定目标转向角,并基于决定出的所述目标转向角来进行转向控制,其中,在所述本车辆的前方未由所述识别部识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者表示所述划分线的识别的程度的指标值小于阈值的情况下,所述生成部基于以所述本车辆的直行时的转向角为基准的规定角度来决定所述目标轨道的曲率。

(10)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,在对所述行驶车道进行划分的划分线未被识别出的情况下,或者所述指标值小于阈值的情况下,所述转向控制部一边对转向角的每规定时间的变化量设置限制,一边使当前的转向角接近所述目标转向角。

(11)在(1)的方案的车辆控制系统的基础上,在对所述行驶车道进行划分的划分线未被识别出的情况下,或者所述指标值小于阈值的情况下,所述转向控制部直至经过规定时间或行驶规定距离为止,维持当前的转向角,在经过规定时间或行驶规定距离之后,使当前的转向角接近所述目标转向角。

(12)本发明的另一方案为车辆控制方法,其使车载计算机进行如下处理:识别道路的划分线;基于识别出的所述划分线中的对本车辆行驶的行驶车道进行划分的划分线,来进行第一转向控制,以使所述本车辆不从所述行驶车道脱离;以及在所述本车辆的前方未识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者表示所述划分线的识别的程度的指标值小于阈值的情况下,限制所述第一转向控制,并且在以所述本车辆的直行时的转向角为基准的规定角度的范围内决定目标转向角,且以决定出的所述目标转向角进行第二转向控制。

(13)本发明的另一方案为存储介质,所述存储介质存储有车辆控制程序,该车辆控制程序使车载计算机进行如下处理:识别道路的划分线;基于识别出的所述划分线中的对本车辆行驶的行驶车道进行划分的划分线,来进行第一转向控制,以使所述本车辆不从所述行驶车道脱离;以及在所述本车辆的前方未识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者表示所述划分线的识别的程度的指标值小于阈值的情况下,限制所述第一转向控制,并且在以所述本车辆的直行时的转向角为基准的规定角度的范围内决定目标转向角,且以决定出的所述目标转向角进行第二转向控制。

根据(1)、(9)、(12)、(13)的方案,能够更自然地切换控制。

根据(2)的方案,能够减少乘客对专用的开关等进行操作等来向能够进行车道维持控制或路外脱离抑制控制的状态恢复的劳力和时间。

根据(3)的方案,能够减少因以直行时的转向角为基准设定目标转向角而产生的乘客的不适感。

根据(4)的方案,乘客能够迅速地进行转向,能够抑制进行乘客非意图的转向控制的情况。

根据(5)的方案,催促乘客进行转向盘的操作,并且直至通过乘客的转向盘的操作而进行转向控制为止,进行直行控制(第二转向控制),由此即便在识别出的划分线的可靠度小于阈值的情况下,也能够继续进行控制。

根据(6)的方案,在乘客不能通过手动进行转向控制的情况下,或者不存在转向控制的意愿的情况下,能够限制继续进行乘客的非意图的车辆行驶。

根据(7)及(8)的方案,能够基于车道检测状态及转向状态而向适当的自动驾驶转换。

根据(10)的方案,能够抑制急剧的转向角变化,能够减少乘客的不适感。

根据(11)的方案,能够使直至本车辆移动到行驶车道的外侧为止的时间更长,能够争取直至检测出是否为乘客不能把持转向盘的状态为止的充分的时间。

附图说明

图1是第一实施方式的车辆控制系统的结构图。

图2是表示由本车位置识别部识别出本车辆m相对于行驶车道的相对位置及姿态的情形的图。

图3是表示在道路的中途划分线不再被识别出的场景的一例的图。

图4是表示由第一实施方式中的驾驶支援控制单元进行的一系列处理的流程图。

图5是示意性地表示与第二转向控制相伴的本车辆的行为的情形的图。

图6是表示转向角与经过时间的关系的一例的图。

图7是表示转向角与经过时间的关系的另一例的图。

图8是第二实施方式的车辆控制系统的结构图。

图9是表示基于推荐车道来生成目标轨道的情形的图。

图10是表示由第二实施方式中的自动驾驶控制单元进行的一系列处理的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明的车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质的实施方式。

<第一实施方式>

[整体结构]

图1是第一实施方式的车辆控制系统1的结构图。搭载有车辆控制系统1的车辆(以下称作本车辆m)例如为二轮、三轮、四轮等的车辆,其驱动源为柴油发动机、汽油发动机等内燃机、电动机、或者它们的组合。电动机使用与内燃机连结的发电机发出的发电电力、或者二次电池、燃料电池的放电电力来进行动作。

车辆控制系统1例如具备相机10、雷达12、探测器14、物体识别装置16、hmi(humanmachineinterface)20、车辆传感器30、驾驶操作件80、驾驶支援控制单元100、行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220。上述的装置、设备通过can(controllerareanetwork)通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等而彼此连接。图1所示的结构只是一例,可以省略结构的一部分,也可以进一步追加其他的结构。

相机10例如是利用了ccd(chargecoupleddevice)、cmos(complementarymetaloxidesemiconductor)等固体摄像元件的数码相机。相机10在本车辆m的任意的部位安装有一个或多个。在对前方进行拍摄的情况下,相机10安装于前风窗玻璃上部、车室内后视镜背面等。相机10例如周期性地反复对本车辆m的周边进行拍摄。相机10也可以是立体摄影机。

雷达12向本车辆m的周边放射毫米波等电波,并且检测由物体反射后的电波(反射波)来至少检测物体的位置(距离及方位)。雷达12在本车辆m的任意部位安装有一个或多个。雷达12也可以通过fm-cw(frequencymodulatedcontinuouswave)方式来检测物体的位置及速度。

探测器14是测定相对于照射光的散射光来检测直至对象的距离的lidar(lightdetectionandranging、或者laserimagingdetectionandranging)。探测器14在本车辆m的任意部位安装有一个或多个。

物体识别装置16对相机10、雷达12及探测器14中的一部分或全部的检测结果进行传感器融合处理来识别物体的位置、种类、速度、移动方向等。被识别的物体例如是车辆、护栏、电线杆、行人、道路标识这样的种类的物体。物体识别装置16将识别结果向驾驶支援控制单元100输出。物体识别装置16也可以将从相机10、雷达12或探测器14输入的信息的一部分直接向驾驶支援控制单元100输出。

hmi20对本车辆m的乘客提示各种信息,并且接受由乘客进行的输入操作。hmi20例如包括lcd(liquidcrystaldisplay)、有机el(electroluminescence)显示器等各种显示装置、模式切换按钮20a等各种按钮、扬声器、蜂鸣器、触摸面板等。

模式切换按钮20a例如是用于对驾驶支援模式和手动驾驶模式相互进行切换的按钮。驾驶支援模式例如是在由乘客操作转向盘的情况下,由驾驶支援控制单元100对行驶驱动力输出装置200及制动装置210与转向装置220中的任一方或双方进行控制的模式。手动驾驶模式是根据驾驶操作件80的操作量来对行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220进行控制的模式。hmi20的各设备例如安装于仪表板的各部分、副驾驶座、后部座位的任意部位。

车辆传感器30例如包括检测本车辆m的速度的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测绕铅垂轴的角速度的横摆角速度传感器、以及检测本车辆m的朝向的方位传感器等。

驾驶操作件80例如包括油门踏板、制动踏板、变速杆、转向盘、方向指示灯杆及其他的操作件。在驾驶操作件80的各操作件上例如安装有对操作量进行检测的操作检测部。操作检测部检测油门踏板、制动踏板的踏入量、变速杆的位置、转向盘的转向角等。并且,操作检测部将表示检测出的各操作件的操作量的检测信号向驾驶支援控制单元100、或者行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220中的一方或双方输出。

例如,在转向盘上安装有把持检测传感器80a及转向转矩检测传感器80b中的任一方或双方来作为操作检测部。把持检测传感器80a在检测出通过乘客接触转向盘而产生的微弱的电流的情况下,将规定的检测信号向驾驶支援控制单元100输出。转向转矩检测传感器80b检测绕转向盘的旋转轴(轴)施加的转向转矩,且在该检测出的转向转矩成为阈值以上的情况下,将规定的检测信号向驾驶支援控制单元100输出。

以下,将基于由把持检测传感器80a或转向转矩检测传感器80b输出的检测信号而检测出转向盘正由乘客操作的情况(正握持的情况)的状态称作“手握(handson)状态”,将不是这样的状态称作“非手握(handsoff)状态”来说明。

在驾驶支援控制单元100的说明之前,说明行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220。行驶驱动力输出装置200将用于使本车辆m行驶的行驶驱动力(转矩)向驱动轮输出。行驶驱动力输出装置200例如具备内燃机、电动机及变速器等的组合和对它们进行控制的动力ecu。动力ecu按照从驾驶支援控制单元100输入的信息、或者从驾驶操作件80输入的信息来控制上述的结构。

制动装置210例如具备制动钳、向制动钳传递液压的液压缸、使液压缸产生液压的电动马达、以及制动ecu。制动ecu按照从驾驶支援控制单元100输入的信息、或者从驾驶操作件80输入的信息来对电动马达进行控制,并将与制动操作相应的制动转矩向各车轮输出。制动装置210可以具备将通过驾驶操作件80所包含的制动踏板的操作而产生的液压经由主液压缸向液压缸传递的机构来作为备用。制动装置210不限于上述说明的结构,也可以是按照从驾驶支援控制单元100输入的信息来控制致动器,从而将主液压缸的液压向液压缸传递的电子控制式液压制动装置。

转向装置220例如具备转向ecu和电动马达。

电动马达例如使力作用于齿条-小齿轮机构而变更转向轮的方向。转向ecu按照从驾驶支援控制单元100输入的信息、或者从驾驶操作件80输入的信息来驱动电动马达,使转向轮的朝向变更。

驾驶支援控制单元100例如具备第一控制部120、第二控制部140及切换控制部150。第一控制部120、第二控制部140及切换控制部150的构成要素中的一部分或全部分别通过cpu(centralprocessingunit)、gpu(graphicsprocessingunit)等处理器执行程序(软件)来实现。第一控制部120、第二控制部140及切换控制部150的构成要素中的一部分或全部可以通过lsi(largescaleintegration)、asic(applicationspecificintegratedcircuit)、fpga(field-programmablegatearray)等硬件来实现,也可以通过软件与硬件的协同配合来实现。程序可以预先保存于hdd(harddiskdrive)、闪存器等存储装置,也可以保存于dvd、cd-rom等能够装卸的存储介质,并通过将存储介质装配于驱动装置而安装于存储装置。

第一控制部120例如具备外界识别部121和本车位置识别部122。外界识别部121及本车位置识别部122例如在驾驶支援模式及手动驾驶模式这双方中进行动作。

外界识别部121基于经由物体识别装置16从相机10、雷达12及探测器14输入的信息,来识别周边车辆的位置、速度、加速度等的状态。周边车辆的位置可以由该周边车辆的重心、角部等代表点来表示,也可以由通过周边车辆的轮廓表现出的区域来表示。周边车辆的“状态”也可以包括周边车辆的加速度、加加速度、或者“行动状态”(例如是否正在进行车道变更或要进行车道变更)。外界识别部121除了识别周边车辆以外,还可以识别护栏、电线杆、驻车车辆、行人这样的其他种类的物体的位置。

本车位置识别部122例如识别本车辆m正行驶的车道(行驶车道)、以及本车辆m相对于行驶车道的相对位置及姿态。本车位置识别部122例如从由相机10拍摄到的图像识别道路的划分线lm,并将由在识别出的划分线lm中最接近本车辆m的两条划分线lm划分出的车道识别为行驶车道。并且,本车位置识别部122识别本车辆m相对于识别出的行驶车道的位置、姿态。

图2是表示由本车位置识别部122识别出本车辆m相对于行驶车道l1的相对位置及姿态的情形的图。本车位置识别部122例如识别划分线lm1~lm3,将接近本车辆m的划分线lm1与划分线lm2之间的区域识别为本车辆m的行驶车道l1。并且,本车位置识别部122识别本车辆m的基准点(例如重心)从行驶车道中央cl的偏离os、以及本车辆m的行进方向相对于将行驶车道中央cl相连的线所成的角度θ,来作为本车辆m相对于行驶车道l1的相对位置及姿态。也可以代替于此,本车位置识别部122识别本车辆m的基准点相对于本车道l1的任一侧端部的位置等,来作为本车辆m相对于行驶车道的相对位置。

本车位置识别部122也可以在识别划分线lm的同时,导出表示识别出的划分线lm有多可靠的指标值(以下称作可靠度)。例如,本车位置识别部122根据在相机10的拍摄图像上排列于线上的划分线lm的特征量的多少(密集程度)、作为划分线lm而提取的线的平行性等,来将可靠度作为数值导出,并将其向第二控制部140或切换控制部150输出。第二控制部140或切换控制部150接受到该情况而判断由本车位置识别部122识别的识别结果有多可靠。

第二控制部140例如具备速度支援控制部141和转向支援控制部142。速度支援控制部141及转向支援控制部142例如在驾驶支援模式时进行动作,在手动驾驶模式时停止。

速度支援控制部141通过对行驶驱动力输出装置200及制动装置210进行控制,来进行本车辆m的速度控制。例如,速度支援控制部141使本车辆m在预先决定的设定车速的范围内加速或减速,以便追随于由外界识别部121识别出的周边车辆中的存在于本车辆m的前方的周边车辆(前行车辆)。在未由外界识别部121识别出前行车辆的情况下,速度支援控制部141以设定车速使本车辆m加速或减速。

转向支援控制部142通过对转向装置220进行控制,来进行本车辆m的转向控制。例如,转向支援控制部142对本车辆m的转向进行控制,以便将本车辆m维持在由本车位置识别部122识别出的行驶车道的中央。例如,转向支援控制部142对本车辆m的转向进行控制,以使对行驶车道进行划分的两条划分线lm中的各划分线lm与本车辆m成为等距离。以下,将维持在行驶车道中央的转向控制称作“车道维持控制”来进行说明。

转向支援控制部142在从行驶车道中央向左右中任一方偏移的位置行驶的情况下,以使本车辆m返回行驶车道中央的方式控制转向,以便使本车辆m不从行驶车道脱离。更具体而言,转向支援控制部142在对行驶车道进行划分的划分线lm与本车辆m的距离成为规定距离以下的情况下,使hmi20显示规定的图像,并且使转向盘振动来催促乘客注意。在使转向盘振动之后,在乘客没有对转向盘操作的情况下,转向支援控制部142对转向装置220进行控制来控制转向,以将转向轮的朝向向车道中央侧变更,来使本车辆m向车道中央侧恢复。以下,将抑制行驶车道的脱离的转向控制称作“路外脱离抑制控制”来说明。车道维持控制及路外脱离抑制控制为“第一转向控制”的一例。

转向支援控制部142在正实施车道维持控制或路外脱离抑制控制的过程中,在由本车位置识别部122不再识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度成为了阈值以下的情况下,限制(停止)正实施的控制,进行第二转向控制。第一实施方式中的第二转向控制是指,在以本车辆m的直行时的转向角(以下称作基准转向角θref)为基准的规定角度的范围内决定目标转向角θtgt,并以该决定的目标转向角θtgt来对本车辆m的转向进行控制。例如,转向支援控制部142在基准转向角θref为0[°]的情况下,在以该0[°]为基准的正负5[°]左右的角度的范围内决定目标转向角,并对转向装置220进行控制,以使当前的转向角接近该目标转向角θtgt。

切换控制部150根据对模式切换按钮20a的操作来将驾驶支援模式与手动驾驶模式进行相互切换。例如,切换控制部150在为手握状态时,从手动驾驶模式切换为驾驶支援模式。切换控制部150可以在驾驶支援模式时非手握状态持续规定时间以上的情况下,从驾驶支援模式向手动驾驶模式切换。此时,切换控制部150可以使用hmi20向乘客报告驾驶模式切换的情况。在手动驾驶模式时,来自驾驶操作件80的输入信号(表示操作量为何种程度的检测信号)向行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220输出。来自驾驶操作件80的输入信号也可以经由驾驶支援控制单元100向行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220输出。行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220的各ecu(electroniccontrolunit)基于来自驾驶操作件80等的输入信号来进行各自的动作。

图3是表示在道路的中途划分线lm不再被识别出的场景的一例的图。在图示的例子中,示出了通过高速道路中的收费站时的场景。例如,在收费站附近存在未形成一部分或全部的车道的划分线的区间(图中p1到p2的区间)。例如,当本车辆m接近p1的地点时,本车位置识别部122变得无法识别出行驶车道。在该情况下,转向支援控制部142在p1跟前的区间正实施车道维持控制或路外脱离抑制控制的情况下,停止该控制,进行第二转向控制。

当本车辆m通过收费站而接近p2的地点时,本车位置识别部122再次识别出行驶车道。在该情况下,转向支援控制部142停止第二转向控制,并基于由本车位置识别部122识别出的划分线lm而再次开始车道维持控制或路外脱离抑制控制。

图4是表示由第一实施方式中的驾驶支援控制单元100进行的一系列处理的流程图。例如,本流程图的处理可以在驾驶支援模式时以规定周期反复进行。

首先,转向支援控制部142判定是否由本车位置识别部122识别出划分线lm、或者划分线lm的可靠度是否为阈值以上(步骤s100)。

例如,在由本车位置识别部122识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度为阈值以上的情况下,转向支援控制部142停止第二转向控制,基于识别出的划分线lm来进行车道维持控制或路外脱离抑制控制(步骤s102)。

另一方面,在未由本车位置识别部122识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度小于阈值的情况下,转向支援控制部142停止车道维持控制或路外脱离抑制控制而进行第二转向控制(步骤s104)。在进行第二转向控制的期间,第一控制部120继续进行划分线的识别等各种处理。

图5是示意性地表示与第二转向控制相伴的本车辆m的行为的情形的图。例如,转向支援控制部142将用于取消从车道维持控制或路外脱离抑制控制向第二转向控制切换时的转向角、即取消在车道维持控制或路外脱离抑制控制即将停止时决定的目标转向角θtgt的负成分的角度决定为进行第二转向控制时的目标转向角θtgt。由此,在转向盘的旋转轴上被施加有用于从当前的转向角向基准转向角θref返回的转向转矩,使转向盘向直行时的中立的位置移动。

通常,在如车道维持控制或路外脱离抑制控制那样车辆控制系统1侧主动地对本车辆m的转向进行控制的情况下,在转向轮的朝向(滚动的方向)与本车辆m的行进方向上产生角度差(侧滑角度),从而在转向轮上产生侧抗力(与本车辆m的行进方向正交的方向的力)和横向力(与转向轮的朝向正交的方向的力)。由于受到这些力而在车身上作用有自动回正力矩(绕横摆轴的力矩)。此时,在转向控制停止了的情况下,转向轮受到自动回正力矩的作用而要返回基准转向角θref的位置。然而,考虑自动回正力矩是因转向轮的方向和车辆的行进方向等而自然产生的力,不是通过预先决定的控制量控制的力,因此在停止了转向控制时,有时因自动回正力矩使转向角变化相对于转向控制引起的转向角变化不连续,从而乘客感到转向转矩的消失(在转向盘的旋转轴上施加的转向转矩消失)的不适感。

与此相对,转向支援控制部142即便在划分线lm未被识别出的情况下也不立即结束转向控制,而是使目标转向角θtgt为直行时的基准转向角θref来进行转向控制,使转向盘转动来返回直行时的位置,因此在乘客把持着转向盘的情况下,在把持的手中转向盘与乘客的自身的意愿无关地移动。由此,乘客能够感到转向转矩未消失。这样,与在手动驾驶时也产生的自动回正力矩(被动的力)不同,一边使主动的力作用于转向盘一边继续进行本车辆m的转向控制,因此能够使乘客不容易感到控制进行了切换的情况。其结果是,能够更自然地切换控制。

图6是表示转向角θ与经过时间t的关系的一例的图。例如,转向支援控制部142在进行第二转向控制的情况下,使当前时刻t0的转向角θ随着经过时间t而逐渐接近目标转向角θtgt。此时,转向支援控制部142对能够取得的转向角θ的每规定时间dt的变化量(dθ/dt)设置限制,以便抑制急剧的转向角变化。由此,如图示那样,转向支援控制部142使实际的转向角θ逐渐接近目标转向角θtgt。

图7是表示转向角θ与经过时间t的关系的另一例的图。如图示那样,例如也可以是,转向支援控制部142直至经过规定时间δt为止,或直至行驶与规定时间δt相当的规定距离为止,维持当前的转向角θ,在经过规定时间δt之后(行驶规定距离之后),使当前的转向角θ接近目标转向角θtgt。

根据以上说明的第一实施方式,具备:本车位置识别部122,其识别道路的划分线;以及转向支援控制部142,其基于由本车位置识别部122识别出的划分线中的对本车辆m行驶的行驶车道进行划分的划分线,来进行车道维持控制或路外脱离抑制控制(第一转向控制的一例),其中,在本车辆m的前方对行驶车道进行划分的划分线未由本车位置识别部122识别出的情况下,或者识别出的划分线的可靠度小于阈值的情况下,转向支援控制部142限制车道维持控制或路外脱离抑制控制,在以本车辆m的直行时的转向角为基准的规定角度的范围内决定目标转向角θtgt,并以决定的目标转向角θtgt进行第二转向控制,由此一边使转向转矩作用于转向盘一边继续进行本车辆m的转向控制,因此能够更自然地切换控制。

根据上述的第一实施方式,即便在划分线未被识别出的期间(正进行第二转向控制的期间),第一控制部120也继续进行划分线的识别处理,因此在划分线再次被识别出那样的情况下,能够使车道维持控制或路外脱离抑制控制(第一转向控制的一例)自动地恢复。其结果是,能够减少乘客对专用的开关等进行操作等来向能够进行车道维持控制或路外脱离抑制控制的状态恢复的劳力和时间。

根据上述的第一实施方式,在高速道路的收费站附近进行第二转向控制,在仅左右转弯、弯道等转向的机会多的一般道路中不进行第二转向控制,因此能够减少因以直行时的转向角为基准设定目标转向角θtgt而产生的乘客的不适感。

根据上述的第一实施方式,一边对能够取得的转向角θ的单位时间的变化量设置限制,一边决定目标转向角θtgt,因此能够抑制急剧的转向角变化,能够减少乘客的不适感。

根据上述的第一实施方式,直至经过规定时间δt为止或直至行驶与规定时间δt相当的规定距离为止,维持当前的转向角θ,在经过规定时间δt之后或行驶规定距离之后,使当前的转向角θ接近目标转向角θtgt,因此能够使本车辆m移动到行驶车道的外侧为止的时间更长。其结果是,能够争取直至检测出是否为乘客不能把持转向盘的状态为止的充分的时间。

在上述的实施方式中,说明了在高速道路的收费站附近划分线lm不再被识别出的情况下,转向支援控制部142进行第二转向控制的情况,但不限定于此。例如也可以是,在仅是直线状或曲线状的路径中,在划分线lm未被识别出情况下,转向支援控制部142进行第二转向控制。例如,在本车辆m正在曲线状的路径上行驶时划分线lm未被识别出的情况下,转向支援控制部142基于划分线lm不再被识别出之前所进行的转向控制时的目标转向角θtgt,来决定第二转向控制时的目标转向角θtgt。

<第二实施方式>

以下,说明第二实施方式。在第二实施方式中,与上述的第一实施方式不同点在于,除了上述的追随前行车辆的追随控制、车道维持控制、路外脱离抑制控制等以外,还自动地进行将车道变更等速度控制与转向控制这双方组合的复杂的控制。以下,以与第一实施方式的不同点为中心进行说明,省略对与第一实施方式共通的功能等的说明。

图8是第二实施方式的车辆控制系统2的结构图。第二实施方式的车辆控制系统2例如具备相机10、雷达12、探测器14、物体识别装置16、hmi20、车辆传感器30、通信装置40、导航装置50、mpu(mappositionunit)60、驾驶操作件80、自动驾驶控制单元100a、行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220。这些装置、设备通过can通信线等多路通信线、串行通信线、无线通信网等而彼此连接。图8所示的结构只是一例,可以省略结构的一部分,还可以追加其他的结构。

第二实施方式的hmi20的模式切换按钮20a例如是用于向自动驾驶模式、驾驶支援模式及手动驾驶模式中的任一模式切换的按钮。自动驾驶模式是由自动驾驶控制单元100a控制行驶驱动力输出装置200及制动装置210与转向装置220这双方的模式。

通信装置40例如利用蜂窝网、wi-fi网、bluetooth(注册商标)、dsrc(dedicatedshortrangecommunication)等而与存在于本车辆m的周边的其他车辆进行通信,或者经由无线基地站与各种服务器装置进行通信。

导航装置50例如具备gnss(globalnavigationsatellitesystem)接收机51、导航hmi52及路径决定部53,将第一地图信息54保持于hdd(harddiskdrive)、闪存器等存储装置。gnss接收机51基于从gnss卫星接收到的信号来确定本车辆m的位置。本车辆m的位置可以通过利用了车辆传感器30的输出的ins(inertialnavigationsystem)来确定或补充。导航hmi52包括显示装置、扬声器、触摸面板、按键等。导航hmi52也可以与前述的hmi20一部分或全部共用化。路径决定部53例如参照第一地图信息54来决定从由gnss接收机51确定的本车辆m的位置(或者输入的任意位置)到由乘客使用导航hmi52而输入的目的地为止的路径。

第一地图信息54例如为通过表示道路的线路和由线路连接的节点来表现道路形状的信息。第一地图信息54也可以包括道路的曲率、poi(pointofinterest)信息等。由路径决定部53决定的路径向mpu60输出。导航装置50也可以基于由路径决定部53决定的路径来进行使用了导航hmi52的路径引导。导航装置50例如也可以通过用户持有的智能手机、平板终端等终端装置的功能来实现。导航装置50电可以经由通信装置40向导航服务器发送当前位置和目的地,并取得从导航服务器回复的路径。

mpu60例如作为推荐车道决定部61而发挥功能,在hdd、闪存器等存储装置中保持有第二地图信息62。推荐车道决定部61将从导航装置50提供的路径分割为多个区段(例如在车辆行进方向上按100[m]进行分割),并参照第二地图信息62而按区段决定推荐车道。推荐车道决定部61进行将从左侧起的第几个车道决定为推荐车道这样的处理。推荐车道决定部61在路径中存在分支部位、汇合部位等的情况下,决定推荐车道,以使本车辆m能够在用于向分支目的地行进的合理的路径上行驶。

第二地图信息62是比第一地图信息54精度高的地图信息。第二地图信息62例如包括车道的中央的信息或车道的边界的信息等。在第二地图信息62中可以包括道路信息、交通限制信息、住所信息(住所、邮政编码)、设施信息、电话号码信息等。在道路信息中包括高速道路、收费道路、国道、都道府县道这样的表示道路的类别的信息、道路的基准速度、车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的位置(包括经度、纬度、高度的三维坐标)、道路或该道路的各车道的弯道的曲率、车道的汇合及分支点的位置、设置于道路的标识等信息。基准速度例如为法定速度或过去在该道路上行驶的多个车辆的平均速度等。第二地图信息62可以通过使用通信装置40访问其他的装置而随时更新。

自动驾驶控制单元100a例如具备第一控制部120a、第二控制部140、切换控制部150及自动驾驶控制部160。这些构成要素中的一部分或全部分别通过cpu等处理器执行程序(软件)来实现。上述的构成要素中的一部分或全部也可以通过lsi、asic、fpga等硬件来实现,还可以通过软件与硬件的协同配合来实现。

第一控制部120例如具备上述的外界识别部121及本车位置识别部122和行动计划生成部123。

第二实施方式中的本车位置识别部122例如可以通过对从第二地图信息62得到的道路划分线的图案(例如实线与虚线的排列)与从由相机10拍摄到的图像识别出的本车辆m的周边的道路划分线的图案进行比较,来识别行驶车道。在该识别中,也可以加进从导航装置50取得的本车辆m的位置、由ins处理的处理结果。并且,本车位置识别部122例如识别本车辆m相对于行驶车道的位置、姿态。由本车位置识别部122识别出的本车辆m的相对位置向推荐车道决定部61及行动计划生成部123提供(输出)。

行动计划生成部123例如决定在自动驾驶中依次执行的事件,以便在由推荐车道决定部61决定的推荐车道上行驶,且能够应对本车辆m的周边状况。事件是规定本车辆m的行驶形态的信息。事件中例如存在以恒定速度在相同的行驶车道上行驶的定速行驶事件、变更本车辆m的行驶车道的车道变更事件、赶超前行车辆的赶超事件、追随于前行车辆行驶的追随行驶事件、在汇合地点使本车辆m从支线向主线汇合的汇合事件、在道路的分支地点使本车辆m向目的侧的车道行进的分支事件、使本车辆m紧急停车的紧急停车事件、用于结束自动驾驶而向手动驾驶切换的切换事件等。在上述的事件的执行中,也有时基于本车辆m的周边状况(周边车辆、行人的存在、道路施工所引起的车道狭窄等)来计划用于躲避的事件。

行动计划生成部123基于决定出的事件(根据路径而计划出的多个事件的集合)来生成使本车辆m将来在由路径决定部53决定的路径上行驶时的目标轨道。目标轨道表现为将本车辆m应该到达的地点(轨道点)依次排列的轨道。轨道点是每隔规定的行驶距离的本车辆m应该到达的地点,也可以与此不同,将每隔规定的采样时间(例如零点几[sec]程度)的目标速度决定为目标轨道的一部分(一个要素)。目标速度中可以包括目标加速度、目标跃度等要素。轨道点也可以是每隔规定的采样时间的在该采样时刻下的本车辆m应该到达的位置。在该情况下,目标速度由轨道点的间隔决定。

例如,行动计划生成部123基于在直至目的地的路径上预先设定的基准速度(例如法定速度等)、行驶时的与周边车辆的相对速度来决定使本车辆m沿着目标轨道行驶时的目标速度。行动计划生成部123基于轨道点的位置关系来决定目标轨道的曲率(轨道的弯曲程度)。然后,行动计划生成部123将决定了目标速度及曲率的目标轨道向自动驾驶控制部160输出。

图9是表示基于推荐车道来生成目标轨道的情形的图。如图所示,推荐车道设定为适合于沿着直至目的地的路径行驶。

在决定推荐车道后,当来到距该推荐车道的切换地点规定距离的跟前(可以根据事件的种类来决定)时,行动计划生成部123起动车道变更事件、分支事件、汇合事件等。在各事件的执行中,在需要躲避障碍物ob的情况下,如图所示那样生成躲避轨道。

切换控制部150根据对模式切换按钮20a的操作而向自动驾驶模式、驾驶支援模式及手动驾驶模式中的任一模式切换。切换控制部150在自动驾驶的开始预定地点将驾驶模式从其他的驾驶模式向自动驾驶模式切换。切换控制部150在自动驾驶的结束预定地点(例如目的地)将驾驶模式从自动驾驶模式向其他的驾驶模式切换。

切换控制部150也可以基于从驾驶操作件80输入的检测信号来将驾驶模式从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换。例如,切换控制部150在检测信号所示的操作量超过阈值的情况下,即在驾驶操作件80以超过阈值的操作量从乘客接受到操作的情况下,将驾驶模式从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换。例如,在驾驶模式被设定为自动驾驶模式的情况下,在转向盘、油门踏板或制动踏板由乘客以超过阈值的操作量操作了的情况下,切换控制部150将驾驶模式从自动驾驶模式向手动驾驶模式切换。

自动驾驶控制部160例如在自动驾驶模式时进行动作,在其他的模式时停止动作。自动驾驶控制部160例如对行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220进行控制,以使本车辆m按预定的时刻通过由行动计划生成部123生成的目标轨道。以下,将基于目标轨道对行驶驱动力输出装置200、制动装置210及转向装置220进行控制的情况称作“自动驾驶控制”来进行说明。

例如,自动驾驶控制部160按照目标轨道所包含的目标速度来对行驶驱动力输出装置200及制动装置210进行控制。自动驾驶控制部160基于目标轨道的曲率来决定目标转向角θtgt,并基于决定出的目标转向角θtgt来对转向装置220进行控制。

图10是表示由第二实施方式中的自动驾驶控制单元100a进行的一系列处理的流程图。例如,本流程图的处理可以在自动驾驶模式时以规定周期反复进行。

首先,行动计划生成部123判定是否由本车位置识别部122识别出划分线lm、或者划分线lm的可靠度是否为阈值以上(步骤s200)。

例如,在由本车位置识别部122识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度为阈值以上的情况下,行动计划生成部123生成目标轨道。自动驾驶控制部160接受到该情况,基于目标轨道进行自动驾驶控制(步骤s202)。

另一方面,在未由本车位置识别部122识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度小于阈值的情况下,切换控制部150从自动驾驶模式向需要手握的驾驶支援模式切换。自动驾驶控制部160接受到该情况而停止基于目标轨道进行的自动驾驶控制,并对转向支援控制部142进行指示,以进行第二转向控制(步骤s204)。

接着,自动驾驶控制部160基于由把持检测传感器80a或转向转矩检测传感器80b输出的检测信号,来判定乘客是非手握状态还是手握状态(步骤s206)。

在乘客为手握状态的情况下,自动驾驶控制部160一边使转向支援控制部142继续进行第二转向控制,一边结束本流程图的处理。

另一方面,在乘客为非手握状态的情况下,自动驾驶控制部160使用hmi20来输出要求手握的信息(催促把持转向盘的信息)(步骤s208)。

接着,自动驾驶控制部160基于由把持检测传感器80a或转向转矩检测传感器80b输出的检测信号,来判定乘客是非手握状态还是手握状态(步骤s210)。

在乘客为非手握状态的情况下,自动驾驶控制部160判定要求手握后是否经过了规定时间(步骤s212)。在未经过规定时间的情况下,自动驾驶控制部160继续进行非手握状态的判定。

在规定时间内乘客成为了手握状态的情况下,自动驾驶控制部160一边使转向支援控制部142继续进行第二转向控制,一边结束本流程图的处理。

另一方面,在规定时间内乘客未成为手握状态的情况下,自动驾驶控制部160进行代替第二转向控制的代替控制(步骤s214)。例如,行动计划生成部123在规定时间内乘客未成为手握状态的情况下,生成用于使本车辆m减速而停车的目标轨道。自动驾驶控制部160接受到该情况而进行减速控制。由此,本流程图的处理结束。

在上述的s204的处理中,自动驾驶控制部160也可以代替对转向支援控制部142指示第二转向控制而自身进行需要手握的自动驾驶控制来作为与第二转向控制相当的控制。例如,在未由本车位置识别部122识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度小于阈值的情况下,行动计划生成部123基于以本车辆m的直行时的基准转向角θref为基准的规定角度来决定目标轨道的曲率。更具体而言,行动计划生成部123生成朝向由基准转向角θref表示的方向(方位)延伸的、曲率为零或视作零的程度的几[%]的目标轨道。此时,行动计划生成部123在使目标轨道朝向由从基准转向角θref偏移的角度(规定角度内的一角度)表示的方向延伸的情况下,以从该方位向由基准转向角θref表示的方位弯曲的方式决定目标轨道的曲率。即,行动计划生成部123根据决定为目标轨道的延伸方向的角度与基准转向角θref的角度差来决定目标轨道的曲率。自动驾驶控制部160基于该目标轨道的曲率来决定目标转向角θtgt,并按照决定出的目标转向角θtgt来进行与第二转向控制相当的自动驾驶控制。在自动驾驶控制部160对转向支援控制部142不指示第二转向控制的情况下,切换控制部150继续维持自动驾驶模式。

根据以上说明的第二实施方式,自动驾驶控制部160在对行驶车道进行划分的划分线被识别出的情况下,或者可靠度为阈值以上的情况下,进行不需要手握的自动驾驶控制,在对行驶车道进行划分的划分线未被识别出的情况下,或者可靠度小于阈值的情况下,对自动驾驶控制进行限制,并且使转向支援控制部142进行第二转向控制、或者自身进行需要手握的自动驾驶控制,因此能够一边使转向转矩作用于转向盘,一边继续进行本车辆m的转向控制。其结果是,与上述的第一实施方式同样,能够更自然地切换控制。

根据上述的第二实施方式,在乘客至少接触转向盘的情况下进行第二转向控制,因此乘客能够迅速地进行转向。其结果是,能够抑制进行乘客非意图的转向控制的情况。

根据上述的第二实施方式,在划分线不再被识别出的情况下,作为第二转向控制而使本车辆m直行,因此能够使直至本车辆m移动到行驶车道的外侧为止的时间更长。其结果是,能够争取直至检测出是否为乘客不能把持转向盘的状态为止的充分的时间。

根据上述的第二实施方式,通过手握的要求来催促乘客进行转向盘的操作,并且直至通过乘客的转向盘的操作而进行转向控制为止进行直行控制,由此即便在识别出的划分线的可靠度小于阈值的情况下,也能够继续进行控制。

根据上述的第二实施方式,在要求手握之后,在规定时间内不存在乘客对转向盘的操作的情况下,使本车辆m减速而停止,因此在乘客不能通过手动进行转向控制的情况下,或者没有转向控制的意愿的情况下,能够限制继续进行乘客非意图的车辆行驶。

根据上述的第二实施方式,在未由本车位置识别部122识别出划分线lm的情况下,或者划分线lm的可靠度小于阈值的情况下,不向驾驶支援模式切换而使自动驾驶模式继续,并使行动计划生成部123生成曲率为零或视作零的程度的几[%]的目标轨道,因此能够将目标转向角θtgt设定为零或视作零的程度的几[%]。由此,不从自动驾驶模式的自动驾驶控制向驾驶支援模式的第二转向控制切换,就能够一边使转向转矩作用于转向盘,一边继续进行本车辆m的转向控制。其结果是,与上述的第一实施方式同样,能够更自然地切换控制。

上述说明的实施方式可以通过以下方式表现。

一种车辆控制系统,其构成为,具备:

存储器,其存储程序;以及

处理器,

所述处理器通过执行所述程序来进行如下处理:

识别道路的划分线;

基于识别出的所述划分线中的对本车辆行驶的行驶车道进行划分的划分线,来进行第一转向控制,以使所述本车辆不从所述行驶车道脱离;以及

在所述本车辆的前方未识别出对所述行驶车道进行划分的划分线的情况下,或者表示所述划分线的识别的程度的指标值小于阈值的情况下,限制所述第一转向控制,并在以所述本车辆的直行时的转向角为基准的规定角度的范围内决定目标转向角,且以决定出的所述目标转向角进行第二转向控制。

以上,使用实施方式说明了本发明的具体实施方式,但本发明丝毫不被这样的实施方式限定,在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变形及置换。

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