[go: up one dir, main page]

CN110271532A - 车辆控制装置 - Google Patents

车辆控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110271532A
CN110271532A CN201910126274.8A CN201910126274A CN110271532A CN 110271532 A CN110271532 A CN 110271532A CN 201910126274 A CN201910126274 A CN 201910126274A CN 110271532 A CN110271532 A CN 110271532A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
vehicle
state
driver
steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910126274.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110271532B (zh
Inventor
渡边崇
石坂贤太郎
广濑峰史
塚田竹美
八代胜也
幸加木徹
松田寿志
池田雅也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN110271532A publication Critical patent/CN110271532A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110271532B publication Critical patent/CN110271532B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0055—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
    • G05D1/0061—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements for transition from automatic pilot to manual pilot and vice versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B62D1/286—Systems for interrupting non-mechanical steering due to driver intervention
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/12—Limiting control by the driver depending on vehicle state, e.g. interlocking means for the control input for preventing unsafe operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0255—Automatic changing of lane, e.g. for passing another vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

提供一种车辆控制装置，根据自动驾驶控制状态，也改变向超控操作转换的障碍。根据基于自动驾驶系统的系统舵角与基于手动的校正操作的输入舵角的舵角差，来设定转向反作用力。由此，能够设定为手动操作的舵角越大而接受更大的反作用力。进一步设定为自动化等级越高而该反作用力越大。并且，当舵角差达到规定阈值时允许超控驾驶。由此，自动化等级越高，能够将朝向超控的障碍设定得越高，容易维持自动驾驶。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆控制装置，其用于进行例如汽车的自动驾驶、驾驶辅助。
背景技术
在以四轮车为代表的车辆的自动驾驶或驾驶辅助中，利用传感器监视车辆的特定方向或所有方向，并监视司机的状态、车辆的行驶状态，根据这些监视结果来控制恰当的路线、恰当速度下的车辆的自动驾驶，或辅助驾驶员的驾驶。即使是具有这样的自动驾驶功能的车辆，也存在使司机作为主体来参与驾驶的要求，并且可能产生这样的状况、事态。在这样的情况下，即便在自动驾驶中，驾驶员也能够通过手动干预驾驶。
作为这样的用于同时实现自动驾驶和基于司机的手动驾驶的技术而提出专利文献1等。在专利文献1中，基于方向盘的操作量将车辆的自动驾驶控制状态的等级从自动驾驶切换到手动驾驶，同时根据司机的方向盘把持状态，设定相对于与自动驾驶控制状态的等级相应的转向的转向反作用力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-218020号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，通常自动驾驶控制状态具有若干等级，在各个等级下自动驾驶的自动化程度、换句话说司机的负载是不同的。例如在司机负载较低的等级中，司机可能需要一段时间才能将注意力恢复至可承受手动驾驶的注意力，期望通过抑制对司机操作而言过于敏感的反应来持续稳定的自动驾驶，相反地，在司机负载较高的等级中，由于司机准备进行手动驾驶，因此期望遵从司机的意愿。
本发明是鉴于上述现有例而完成的，其目的在于提供一种车辆控制装置，所述车辆控制装置能够恰当地同时实现自动驾驶和对该自动驾驶进行干预的基于司机的手动驾驶。
用于解决问题的方法
为了实现上述目的，本发明具有以下结构。
即，根据本发明的一个方面，本发明是一种车辆控制装置，其实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶，
所述车辆控制装置具有转向控制单元，该转向控制单元通过基于司机的手动操作或基于所述车辆控制装置的自动操作来进行转向控制，
在进行基于所述车辆控制装置的转向控制的情况下，所述转向控制单元除了接受基于所述车辆控制装置的系统转向量之外，还能接受基于司机的手动操作的转向输入，
所述转向控制单元在接受了所述转向输入时，对所述手动操作回馈规定的反作用力，
与在需要把持方向盘的第一状态下进行行驶的情况相比，在不需要把持方向盘的第二状态下进行行驶的情况下，所述转向控制单元增大了针对所述手动操作的所述反作用力。
或者，根据本发明的其他方面，本发明是一种车辆控制装置，其实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶，
所述车辆控制装置具有转向控制单元，该转向控制单元通过基于司机的手动操作或基于所述车辆控制装置的自动操作来进行转向控制，
在进行基于所述车辆控制装置的转向控制的情况下，所述转向控制单元除了接受基于所述车辆控制装置的系统转向量之外，还能接受基于司机的手动操作的转向输入，
所述转向控制单元在接受了所述转向输入时，对所述手动操作回馈规定的反作用力，
与在需要周边监视的第一状态下进行行驶的情况相比，在不需要周边监视的第二状态下进行行驶的情况下，所述转向控制单元增大了针对所述手动操作的所述反作用力。
发明效果
根据本发明，能够恰当地同时实现自动驾驶和对该自动驾驶进行干预的基于司机的手动驾驶。
附图说明
图1是示出实施方式的自动驾驶车辆的车辆系统的构成的图。
图2是车辆控制系统(控制单元)的功能框图。
图3是转向装置的框图。
图4是示出第一实施方式所涉及的自动驾驶等级的转换的状态转换图。
图5是示出方向盘的反作用力特性的图。
图6是说明基于自动驾驶的车道保持控制的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
●自动驾驶和行驶辅助的概要
首先，对自动驾驶的一个示例的概要进行说明。在自动驾驶中，通常司机在行驶之前预先从搭载于车辆上的导航系统设定目的地，利用服务器或导航系统决定直至目的地的路线。当车辆起步时，由车辆所具有的ECU等构成的车辆控制装置(或驾驶控制装置)使车辆沿着该路线驾驶至目的地。在该期间内，根据路线、道路状况等外部环境、司机的状态等适时地决定恰当的行动，并且为了该行动例如进行驱动控制、转向控制、制动控制等来使车辆行驶。有时也将这些控制统称为行驶控制。
在自动驾驶中，由于自动化程度(或对司机要求的任务量)而存在若干控制状态(也称为自动驾驶控制状态的等级或简称为状态)。通常自动驾驶控制状态的等级较高，因此，自动化等级越高对司机要求的任务(即负载)越少。例如，在本示例中的最高等级的控制状态(第3控制状态)下，司机可以将注意力转向驾驶以外的事物。这是在不太复杂的环境下执行的，例如由于高速公路上的拥堵而跟随前方车辆的情况等。另外，在其下一级的第2控制状态中，司机可以不握持方向盘，但需要注意周围的情况等。该第2控制状态例如可以应用于在障碍物较少的高速公路等巡航行驶的情况等。需要说明的是，能够通过司机状态检测摄像机41a(参照图1)来检测驾驶员注意周围的情况，能够通过方向盘把持传感器来检测握持方向盘的情况。在司机状态检测摄像机41a中，例如可以识别司机的眼睛而判断其观察的方向，但也可以简单地识别面部，将面部朝向的方向推断为司机正在观察的方向。
另外，在其下一级的第1控制状态中，司机可以不执行方向盘操作或油门操作，但需要为了驾驶控制从车辆向司机的交接(接管)而握持方向盘并注意行驶环境。另外，其下一级的第0控制状态为手动驾驶，但包括自动化的驾驶辅助。第1控制状态与第0控制状态的差异在于，第1控制状态为自动驾驶的控制状态之一，能够根据外部环境或行驶状态、司机状态等在车辆1的控制下在与第2控制状态、第3控制状态之间进行转换，与之相对，在第0控制状态下除非有基于司机的朝向自动驾驶的切换指示，否则保持在第0控制状态。
上述的第0控制状态中的驾驶辅助是通过周边的监视、部分自动化来辅助由作为驾驶主体的司机进行的驾驶操作的功能。例如包括LKAS(车道保持辅助功能)、ACC(自适应巡航控制)。另外，还具有仅监视前方若检测到障碍则执行制动的自动制动功能、检测斜后方的车辆并促使司机注意的后方监视功能、朝向停车位的停车功能等。它们均是在自动驾驶的第1控制状态下就能实现的功能。需要说明的是，LKAS为例如识别道路的白线等并保持车道的功能，ACC为与前方车辆的速度相适地追随前方车辆的功能。
需要说明的是，即使在自动驾驶中司机也可以干预驾驶或者进行修正操作。将其称为超控。例如，当在自动驾驶中司机执行转向或油门操作时，可以优先进行司机的驾驶操作。在这种情况下，继续自动驾驶功能并进行工作，以便即使司机停止操作也能从该时刻起恢复自动驾驶。因此，即使在超控中也可能存在自动驾驶控制状态的变动。另外，当司机执行制动操作时，可以取消自动驾驶并转换至手动驾驶(第0控制状态)。
当切换自动驾驶控制状态(或自动化等级)时，通过语音或显示、振动等将该情况从车辆向司机通知。例如，当自动驾驶从上述的第1控制状态切换到第2控制状态时，通知司机可以放开方向盘。在相反的情况下，通知司机把持方向盘。该通知反复进行，直至由方向盘把持传感器(例如图3的传感器210I)检测到司机把持方向盘。接着，例如若在限制时间内或直至自动驾驶控制状态切换的界限点没有把持方向盘，则可以执行在安全的地点停车等操作。从第2控制状态向第3控制状态的切换也是一样的，但由于在第3控制状态中解除了司机的周边监视义务，因此向司机通知了该主旨的消息。在相反的情况下，通知司机进行周边监视。该通知重复进行，直至通过司机状态检测摄像机41a检测到司机正在执行周边的监视。自动驾驶大致如上所述地执行，以下，对用于实现该自动驾驶的构成以及控制进行说明。
●车辆控制装置的构成
图1是本发明的一个实施方式所涉及的车辆用控制装置的框图，车辆用控制装置控制车辆1。在图1中，以俯视图和侧视图示出车辆1的概要。作为一个例子，车辆1为轿车式的四轮的乘用车。
图1的控制装置包括控制单元2。控制单元2包括通过车内网络连接为能够通信的多个ECU20～29。各ECU包括以CPU为代表的处理器、半导体存储器等存储设备、以及与外部设备连接的接口等。在存储设备中保持有处理器所执行的程序、处理器在处理中使用的数据等。各ECU可以具备多个处理器、存储设备和接口等。
以下，对各ECU20～29所负责的功能等进行说明。此外，关于ECU的数量、负责的功能，可以进行车辆1的适当设计，也可以比本实施方式更细化或者进行整合。
ECU20执行与车辆1的自动驾驶有关的控制。在自动驾驶中，对车辆1的转向、和加速减速中的至少任一项进行自动控制。在后述的控制例中，对转向和加速减速这两者进行自动控制。
ECU21是控制转向装置3的转向ECU。转向装置3包括根据驾驶员对方向盘(也称作转向盘)31的驾驶操作(转向操作)而使前轮转向的机构。另外，转向装置3是电动助力转向装置，包括发挥用于辅助转向操作或使前轮自动转向的驱动力的马达、检测转向角的传感器等。当车辆1的驾驶状态为自动驾驶时，ECU21与来自ECU20的指示相对应地自动控制转向装置3，并控制车辆1的行进方向。
ECU22及ECU23进行检测车辆的周围状况的检测单元41～43的控制以及检测结果的信息处理。周围状况也称为周围状态或外部环境等，并且通过检测它们而获得的信息称为周围状况信息、周围状态信息或外部环境信息等。另外，用于检测这些周围状态的检测单元和进行其控制的ECU统称为周边监视装置或周边监视部。检测单元41是拍摄车辆1的前方的摄像机(以下，有时记载为摄像机41。)，在本实施方式的情况下，在车辆1的车厢内设有两个。通过分析摄像机41拍摄的图像，能够提取目标的轮廓、道路上的车道的划分线(白线等)。检测单元41a为用于检测司机的状态的摄像机(以下，有时记载为司机状态检测摄像机41a。)，其是为了捕捉司机的表情而进行设置的，虽未示出，但连接到进行其图像数据的处理的ECU。另外，作为用于检测司机状态的传感器，具有方向盘把持传感器210I。由此，能够检测司机是否握持方向盘。也将司机状态检测摄像机41a和方向盘把持传感器210I合在一起称为司机状态检测部。
检测单元42是光学雷达(Light Detection and Ranging、或Laser ImagingDetection and Ranging)(以下，有时记载为光学雷达42)，其检测车辆1的周围的目标，或者对与目标之间的距离进行测距。在本实施方式的情况下，设有五个光学雷达42，在车辆1的前部的各角部各设有一个，在后部中央设有一个，在后部各侧方各设有一个。检测单元43为毫米波雷达(以下，有时记载为雷达43)，检测车辆1的周围的目标，或者对与目标之间的距离进行测距。在本实施方式的情况下，设有五个雷达43，在车辆1的前部中央设有一个，在前部各角部各设有一个，在后部各角部各设有一个。
ECU22进行一方的摄像机41与各光学雷达42的控制以及检测结果的信息处理。ECU23进行另一方的摄像机41与各雷达43的控制以及检测结果的信息处理。通过具备两组检测车辆的周围状况的装置，能够提高检测结果的可靠性，另外，通过具备摄像机、光学雷达、雷达这样的不同种类的检测单元，能够多方面地分析车辆的周边环境(也称为周边状态。)。
ECU24进行陀螺仪传感器5、GPS传感器24b、通信装置24c的控制以及检测结果或通信结果的信息处理。陀螺仪传感器5检测车辆1的旋转运动。能够通过陀螺仪传感器5的检测结果、车轮速度等来判断车辆1的行进路线。GPS传感器24b检测车辆1的当前位置。通信装置24c与提供地图信息和交通信息的服务器进行无线通信，并获得这些信息。ECU24能够访问在存储设备中构建的地图信息的数据库24a，ECU24执行从当前位置至目的地的路径搜索等。
ECU25具备车与车之间通信用的通信装置25a。通信装置25a与周边的其他车辆进行无线通信，并执行车辆之间的信息交换。
ECU26控制动力装置(即行驶驱动力输出装置)6。动力装置6为输出使车辆1的驱动轮旋转的驱动力的机构，例如，包括发动机和变速器。ECU26例如与由设于油门踏板7A上的操作检测传感器(即油门开度传感器)7a检测到的驾驶员的驾驶操作(油门操作或加速操作)相对应地控制发动机的输出，并基于车速传感器7c所检测到的车速等信息来切换变速器的变速挡。当车辆1的驾驶状态为自动驾驶时，ECU26与来自ECU20的指示相对应地自动控制动力装置6，并控制车辆1的加速减速。此外，由陀螺仪传感器5检测的各方向的加速度、绕方轴的角加速度、由车速传感器7c检测的车速等为表示车辆的行驶状态的信息，将这些传感器统称为行驶状态监视部。另外，油门踏板7A的操作检测传感器7a和后述的制动踏板7B的操作检测传感器(即制动踏量传感器)7b可以包括在行驶状态监视部中，但是在本例中，这些与检测相对于其他设备的操作状态的未示出的检测部一起称为操作状态检测部。
ECU27对包括方向指示器8的照明器件(前照灯、尾灯等)进行控制。在图1的示例中，方向指示器8设于车辆1的前部、车门后视镜和后部。
ECU28执行输入输出装置9的控制。输入输出装置9向驾驶员输出信息并接受由驾驶员输入的信息。语音输出装置91通过语音向驾驶员报告信息。显示装置92通过显示图像向驾驶员报告信息。显示装置92例如配置在驾驶席表面，并构成仪表盘等。此外，在此，虽然列示了语音和显示但是也可以通过振动或光来报告信息。另外，可以组合语音、显示、振动或光中的多个来报告信息。另外，根据应报告的信息的控制状态(例如紧急程度)，可以使组合不同，或可以使报告方式不同。输入装置93是配置在驾驶员能够操作的位置并向车辆1发出指示的开关组，但是还可以包括语音输入装置。输入装置93还具备取消开关，该取消开关用于手动下调自动驾驶控制状态的等级。另外还具备用于从手动驾驶向自动驾驶切换的自动驾驶切换开关。想要下调自动驾驶控制状态的等级的司机通过操作取消开关能够下调等级。在本实施方式中，无论自动驾驶控制状态是什么等级都能够使用同一个取消开关来下调等级。
ECU29对制动装置10、驻车制动器(未示出)进行控制。制动装置10例如为盘式制动装置，其设于车辆1的各车轮，通过对车轮的旋转施加阻力来使车辆1减速或停止。ECU29例如与由设于制动踏板7B上的操作检测传感器7b检测到的驾驶员的驾驶操作(制动操作)相对应地控制制动装置10的工作。当车辆1的驾驶状态为自动驾驶时，ECU29与来自ECU20的指示相对应地对制动装置10进行自动控制，控制车辆1的减速及停止。制动装置10、驻车制动器还能够为了维持车辆1的停止状态而进行工作。另外，当动力装置6的变速器具备驻车锁止机构时，还能够为了维持车辆1的停止状态而使其工作。
●车辆控制系统
图2中示出了本实施方式中的控制单元2的功能配置。控制单元2也称为车辆控制系统，通过以ECU20为首的各ECU运行程序等实现图2所示的各功能块。在图2中，在车辆1搭载有：检测设备DD，其包括摄像机41、光学雷达42、雷达43等；导航装置50；通信装置24b、24c、25a；车辆传感器60，其包括陀螺仪传感器5和方向盘把持传感器、司机状态检测摄像机41a等；油门踏板7A；油门开度传感器7a；制动踏板7B；制动踩踏量传感器7b；显示装置92；扬声器91；开关93，其包括自动驾驶切换开关；车辆控制系统2；行驶驱动力输出装置6；转向装置3；制动装置220。这些装置、设备通过CAN(Controller Area Network)通信线等多重通信线或串行通信线、无线通信网等互相连接。
导航装置50具有GNSS(Global Navigation Satellite System)接收器或地图信息(导航地图)、用作用户界面的触摸屏式显示装置、扬声器、话筒等。导航装置50通过GNSS接收器识别本车辆1的位置，并导出从该位置到由用户指定的目的地的路线。由导航装置50导出的路线提供给车辆控制系统2的目标车道决定部110。需要说明的是，用于确定本车辆1的位置的结构也可以与导航装置50独立地设置。
通信装置24b、24c、25a进行例如利用蜂窝网络或Wi-Fi网、Bluetooth(注册商标)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)等的无线通信。
车辆传感器60包括用于检测车速的车速传感器、用于检测加速度的加速度传感器、用于检测绕铅垂轴的角速度的横摆率传感器、用于检测本车辆1的朝向的方位传感器等。这些全部或部分由陀螺仪传感器5实现。另外，方向盘把持传感器210I、司机状态检测摄像机41a也可以包括在车辆传感器60中。
油门踏板7A为用于接受司机的加速指示(或者返回操作的减速指示)的操作件。油门开度传感器7a检测油门踏板7A的踩踏量，并将表示踩踏量的油门开度信号输出到车辆控制系统2。需要说明的是，也可以代替输出到车辆控制系统2，而是直接输出到行驶驱动力输出装置6、转向装置3、或制动装置220。以下说明的其他驾驶操作系统的构成也是一样的。
制动踏板7B为用于接受司机的减速指示的操作件。制动踩踏量传感器7b检测制动踏板7B的踩踏量(或者踩踏力)，并将表示检测结果的制动信号输出到车辆控制系统2。
显示装置92例如为安装于仪表盘的各部分、与副驾驶座或后排座椅相对置的任意部位等的LCD(Liquid Crystal Display)或有机EL(Electroluminescence)显示装置等。另外，显示装置92可以为将图像投影到前挡风玻璃或其他窗户的HUD(Head Up Display)。扬声器91输出语音。
行驶驱动力输出装置6将用于使车辆行驶的行驶驱动力(扭矩)输出到驱动轮。行驶驱动力输出装置6例如包括发动机、变速器、以及控制发动机的发动机ECU(ElectronicControl Unit)。需要说明的是，行驶驱动力输出装置6也可以为电动机、或将内燃机和电动机组合而成的混合动力发动机。
制动装置220例如为电动伺服制动装置，其包括制动钳、将液压传递到制动钳的工作缸、使工作缸产生液压的电动机、制动控制部。电动伺服制动装置的制动控制部根据从行驶控制部160输入的信息控制电动机，使得与制动操作对应的制动扭矩输出到各车轮。另外，制动装置220也可以包括在行驶驱动力输出装置6能够包含的行驶用电动机的再生制动器。
●转向装置
接着，对转向装置3进行说明。转向装置3例如包括转向ECU21、电动机。电动机例如通过将力作用到齿轮齿条机构上来改变转向轮的朝向。转向ECU21根据从车辆控制系统2输入的信息、或输入的转向角或转向扭矩的信息驱动电动机，改变转向轮的朝向。
图3为示出本实施方式的转向装置3的构成例的图。转向装置3可以包括方向盘(也称为转向盘)31、转向轴210B、转向角传感器210C、转向扭矩传感器210D、反作用力电动机210E、助力电动机210F、转向机构210G、转向角传感器210H、方向盘把持传感器210I、转向轮210J、转向ECU21，但不限于此。另外，转向ECU21具有转向反作用力设定部210M、存储部210N。
方向盘31为接受司机的转向指示的操作设备的一个示例。给予方向盘31的转向输入即转向操作传递到转向轴210B。在转向轴210B安装有转向角传感器210C、和转向扭矩传感器210D。转向角传感器210C检测方向盘31被操作的角度，并输出到转向ECU21。转向扭矩传感器210D检测作用于转向轴210B上的扭矩(转向扭矩)，并输出到转向ECU21。即，转向扭矩为司机转动方向盘31而作用在转向轴210B上的扭矩。反作用力电动机210E在转向ECU21的控制下向转向轴210B输出扭矩，由此向方向盘31输出转向反作用力。即，反作用力电动机210E在转向ECU21的控制下，在各个自动驾驶控制状态下，将用于维持自动驾驶中的转向(也称为系统转向)的规定的转向反作用力施加到转向轴210B。转向反作用力用作抵抗司机的转向操作的扭矩。因此，在对系统转向进行超控的情况下，司机必须将超过根据转向输入产生的转向反作用力的扭矩施加到转向轴210B。
助力电动机210F在转向ECU21的控制下通过向转向机构210G输出扭矩，来助力转向。助力不仅在手动驾驶时辅助司机的操作，而且在自动驾驶时根据行驶控制部160的控制在没有司机操作的情况下执行转向。转向机构210G例如为齿轮齿条机构。转向角传感器210H检测表示转向机构210G驱动控制转向轮210J的角度(转向角)的量(例如齿条行程)，并输出到转向ECU21。转向轴210B与转向机构210G之间可以固定连接，可以分开，也可以通过离合器机构等连接。
方向盘把持传感器210I是一种压力传感器，其设于方向盘31的轮辋部的规定位置，在司机把持方向盘31的轮辋时，测量通过该司机的把持而施加到轮辋上的压力(以下，也称为把持力)。方向盘把持传感器210I将测量的把持力输出到转向ECU21。转向ECU21与车辆控制系统2合作，执行上述各种控制。
转向反作用力设定部210M在自动驾驶控制状态下，将由转向角传感器210C检测的转向角(超控舵角)与从车辆控制系统2获得的系统舵角(例如由行驶控制部160确定的舵角)的差值作为转向输入的指标值，并参照转向ECU21内的存储部210N的反作用力曲线信息210P。该反作用力曲线信息210P例如构成为示出了超控舵角和系统舵角的舵角差与转向反作用力之间的对应关系的反作用力表。然后，转向反作用力设定部210M从存储部210N中的反作用力曲线信息210P的反作用力表中读取与上述舵角差相对应的转向反作用力。另外，转向ECU21基于转向反作用力设定部210M从存储部210N读取的数值，驱动控制反作用力电动机210E以便将该数值的转向反作用力施加到转向轴210B。需要说明的是，在手动驾驶控制状态下，准备用于手动驾驶的预定的反作用力曲线信息，并相应地给予反作用力。如本例所述，当转向轴210B与转向机构210G连接时，来自转向轮210J的机械反作用力传递到方向盘31，因此，不需要特别地施加反作用力。然而，当实现转向轴不与转向机构210G机械地连接的完整的线控转向时，为了给予司机转向感，可以根据模拟机械反作用力的反作用力曲线生成反作用力。在本示例中，给予反作用力以便具有与自动驾驶的自动驾驶控制状态对应的特性。需要说明的是，对于反作用力的设定，参照图3至图5再次进行说明。需要说明的是，将转向的舵角或扭矩、转向的速度等统称为转向量，并且有时将由行驶控制部160决定的转向量称为系统转向量。
通过上述构成，根据自动驾驶控制状态下的司机对方向盘31的超控操作引起的舵角与系统舵角的差值、以及自动驾驶控制状态，给予施加到方向盘31的转向反作用力。此时，自动驾驶控制状态的等级越高反作用力越大。由此，根据自动驾驶控制状态的等级，如果自动驾驶控制状态的等级较高则难以超控，并且如果自动驾驶控制状态的等级较低则容易超控。
在自动驾驶控制状态下，每当转向ECU21读取系统舵角和超控舵角时，转向反作用力设定部210M会参照存储部210N的反作用力曲线信息210P。然后，转向反作用力设定部210M读取与读取的系统舵角和超控舵角之差、自动驾驶控制状态的等级对应的转向反作用力，将施加该转向反作用力的控制信号输出到反作用力电动机210E。
●车辆控制系统(续)
返回图2，车辆控制系统2例如包括目标车道决定部110、自动驾驶控制部120、行驶控制部160、HMI(human machine interface)控制部170、存储部180。自动驾驶控制部120例如包括自动驾驶等级控制部130、本车辆位置识别部140、外界识别部142、动作计划生成部144、轨道生成部146、切换控制部150。目标车道决定部110、自动驾驶控制部120的各部分、以及行驶控制部160、HMI控制部170中的一部分或全部通过处理器运行程序(软件)来实现。另外，它们中的一部分或全部可以通过LSI(Large Scale Integration)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等硬件来实现，也可以通过软件和硬件的组合来实现。
在存储部180例如存储有包括车道中央的信息或车道边界的信息等在内的高精度地图信息182、目标车道信息184、动作计划信息186等信息。目标车道决定部110将由导航装置50提供的路线划分为多个块(例如，在车辆行进方向每100[m]进行划分)，并参照高精度地图信息182来决定每个块的目标车道。目标车道决定部110例如进行在从左侧起第几条车道行驶来这样的决定。例如，当路线中存在岔路口或汇合路口等时，目标车道决定部110决定目标车道以使得本车辆1能够在用于向岔路目的地行进的合理的行驶路线上行驶。由目标车道决定部110决定的目标车道作为目标车道信息184存储于存储部180中。
自动驾驶等级控制部130决定自动驾驶控制部120实施的自动驾驶的自动驾驶控制状态(着眼于各状态的自动化程度也称为自动化等级。)。本实施方式中的自动驾驶控制状态包括以下的控制状态。需要说明的是，以下仅是一个示例，自动驾驶的控制状态的数量可以任意决定。图4中示出了自动驾驶控制状态的转换图。
●自动驾驶控制状态的转换
如图4所示，在本实施方式中，作为自动驾驶控制状态而具有第0控制状态至第3控制状态，自动化程度按此顺序依次升高。此外，在图4中，箭头表示状态的转换。其中，白箭头表示基于车辆控制系统2(特别是ECU20)例如执行程序并实现的自动驾驶的、即车辆1作为主体的自动驾驶状态的转换。另一方面，黑箭头表示以司机的操作为契机来执行的自动驾驶控制状态的转换。在此，对各自动驾驶控制状态重新进行说明。
第0控制状态为手动驾驶的等级，虽然能够使用LKAS(车道维持功能)和ACC(自适应巡航控制功能)等驾驶辅助功能，但除非司机明确指示切换到自动驾驶否则自动驾驶控制状态不会改变。在该第0控制状态下，当司机例如通过开关操作明确指示自动驾驶时，根据此时的外部环境或车辆信息等，自动驾驶控制状态切换到第1控制状态或第2控制状态。控制单元2参照外部环境信息或行驶状态信息等来决定转换到哪一控制状态。
第1控制状态为自动驾驶中最低的自动驾驶控制状态的等级(自动化程度最低)。在被指示自动驾驶时，例如在无法识别当前位置的情况下，或者在即使能够识别也无法应用第2控制状态的环境(例如，一般公路等)中，在第1控制状态下开始自动驾驶。在第1控制状态下实现的自动化功能包括LKAS和ACC等。另外，在转换到第1控制状态时，通过司机状态检测部检测司机正在监视外部并且正在把持方向盘，并且在满足条件的情况下进行转换。另外，可以在停留于第1控制状态的期间仍持续监视该司机。此外，在将自动驾驶控制状态从低等级转换到高等级时，由于分配给司机的任务不变或减少，因此可以不将司机的状态设置为转换条件。
第2控制状态为紧接在第1控制状态之上的等级的自动驾驶控制状态。例如，若在第0控制状态下接到维持自动驾驶的指示，并且此时的外部环境为规定环境(例如，在高速公路上行驶等)，则转换到第2控制状态。或者，若在第1控制状态下处于自动驾驶中，并且检测到外部环境为上述的规定环境，则自动转换到第2控制状态。除了参照例如包括摄像机等的周边监视部的监视结果之外，还可以参照当前位置和地图信息来执行外部环境的判断。在第2控制状态下，除了维持车道之外，还提供了根据周围车辆等目标执行变道等的功能。当丧失了维持第2控制状态的条件时，通过控制单元2将车辆1的自动化等级改变为第1控制状态。在第2控制状态下，司机可以不握持方向盘(将此称为解放双手(hands off))，而仅监视周围环境。因此，在第2控制状态下，通过司机状态检测摄像机41a监视司机是否正在监视外部，若有所懈怠则例如输出警告。
第2控制状态为紧接在第2控制状态之上的等级的自动驾驶控制状态。能够从第2控制状态转换至第3控制状态，不会跳过第2控制状态而从第0控制状态或第1控制状态转换至第3控制状态。另外，朝向第3控制状态的转换不是以司机的指示为触发条件来进行的，而是当通过控制单元2的自动控制判断为满足一定条件的情况下进行转换。例如，在第2控制状态下在自动驾驶中，若遇到拥堵进入以低速追随前者的状态，则从第2控制状态切换到第3控制状态。这种情况下的判断是基于摄像机等周边监视部的输出或车速等进行的。当满足第2控制状态的条件时，例如当在高速公路上行驶时，在第2控制状态和第3控制状态之间进行自动驾驶控制状态的转换。在第3控制状态下，由于司机不需要把持方向盘或监视周边，因此在停留于第3控制状态时可以不监视司机的状态。
自动驾驶等级控制部130基于驾驶员对上述驾驶操作系统的各个结构的操作、由动作计划生成部144决定的事件、由轨道生成部146决定的行驶方式等，决定自动驾驶的控制状态，并转换到根据图4所示的白箭头决定的控制状态。自动驾驶控制状态通知给HMI控制部170。在任何控制状态下，通过对驾驶操作系统的各个结构中的驾驶操作系统的结构的操作，能够由手动驾驶覆盖(超控)自动驾驶。需要说明的是，在上述说明中，说明了转向反作用力设定部210M基于舵角差和自动驾驶控制状态来决定反作用力，然而，例如，自动驾驶等级控制部130也可以构成为设定与控制状态的变化对应的反作用力表。由此，转向反作用力设定部210M能够在不考虑自动驾驶控制状态的情况下决定转向反作用力。
自动驾驶控制部120的本车辆位置识别部140基于存储于存储部180中的高精度地图信息182、从取景器20、雷达30、摄像机40、导航装置50、或车辆传感器60输入的信息，识别本车辆1行驶的车道(行驶车道)以及本车辆1相对于行驶车道的相对位置。
本车辆位置识别部140例如通过比较从高精度地图信息182识别的道路划分线的图案(例如，实线和虚线的排列)、和从由摄像机40拍摄的图像中识别的本车辆1周边的道路划分线的图案，来识别行驶车道。在该识别中，可以添加从导航装置50获得的本车辆1的位置、INS的处理结果。行驶控制部160控制行驶驱动力输出装置6、转向装置3、和制动装置220，以使得本车辆1按照预定时刻通过由轨道生成部146生成的轨道。HMI控制部170使显示装置92显示视频和图像，并使扬声器91输出语音。为了进行沿着动作计划信息186的自动行驶，行驶控制部160例如决定转向舵角(系统舵角)，将转向舵角输入转向装置3，并执行转向控制。
外界识别部142基于从摄像机41、光学雷达42、雷达43等输入的信息，来识别周边车辆等目标的位置、以及速度、加速度等状态。另外，除了识别周边车辆之外，外界识别部142还可以识别护栏或电线杆、停放的车辆、行人和其他物体的位置。
动作计划生成部144设定自动驾驶的起点、及/或自动驾驶的目的地。自动驾驶的起点可以为本车辆1的当前位置，也可以为执行指示自动驾驶的操作的地点。动作计划生成部144在其起点与自动驾驶的目的地之间的路段生成动作计划。需要说明的是，并不仅限于此，动作计划生成部144可以在任意路段生成动作计划。
动作计划例如由依次执行的多个事件构成。事件例如包括使本车辆1减速的减速事件、或使本车辆1加速的加速事件、在不偏离行驶车道的情况下使本车辆1行驶的车道保持事件、使行驶车道改变的变道事件、使本车辆1超过前方车辆的超车事件、在岔路口使本车辆1换到所需的车道并在不偏离当前行驶车道的情况下使本车辆1行驶的岔路事件、在用于与主车道汇合的汇合车道上使本车辆1加速及减速并使行驶车道改变的汇合事件、在自动驾驶的结束预定地点从自动驾驶控制状态转换为手动驾驶控制状态的切换事件等。动作计划生成部144在由目标车道决定部110决定的目标车道切换的地方设定变道事件、岔路事件、或汇合事件。表示由动作计划生成部144生成的动作计划的信息作为动作计划信息186存储于存储部180中。
切换控制部150基于从自动驾驶切换开关93输入的信号来相互切换自动驾驶控制状态和手动驾驶控制状态。另外，切换控制部150基于制动踏板7B的操作，从自动驾驶(第3控制状态～第1控制状态)切换到手动驾驶(第0控制状态)。在本示例中，当执行制动操作时，在与此时的自动化控制状态对应的宽限时间和警告之后，切换控制部150从自动驾驶控制状态切换到手动驾驶控制状态。另外，对于转向操作和油门操作，在保持自动驾驶的同时，根据手动操作执行超控控制。在此，通过超控控制，例如，当转向的操作量超过规定的超控阈值时，实现如同切换到手动驾驶的行驶控制。接着，参照图5、图6对超控控制进行说明。
●超控控制
接着，对本实施方式所涉及的超控控制、特别是转向的超控控制进行说明。在此之前，参照图5对自动驾驶中的转向控制的特性进行说明。图5的左侧为说明基于自动驾驶的路线保持特性的图，上方的控制图像501示出了自动驾驶控制状态的等级较低、特别是要求动手操作的控制状态，下方的控制图像502示出了自动驾驶控制状态的等级较高并且可以放手的情况。各个控制图像将要保持路线的特性示出为例如道路的截面形状。该控制图像也能够被解读为，关于高度方向表示试图维持在车道中央的控制的强度。当然，这些图不显示真实道路的截面形状，它们是仿照形状而用于说明特性的图像图。另外，虽然在图5中省略，但是也可以有中间控制状态。图5的中心为示出与自动驾驶控制状态的等级对应的司机的感觉的图。另外，图5的右侧重叠地示出了控制图像501和502，并且示出了根据驾驶控制状态来改变转向反作用力的大小。
图5的控制图像501示出了自动驾驶控制状态的等级较低的自动驾驶中的转向控制的特性。T0表示不进行行驶的区域，其内侧为车道内，如果车辆处于车道内则能够行驶。AR表示通过自动驾驶行驶的范围。特征曲线的倾斜度表示控制为取得朝向倾斜一侧的行进路线。即，在控制图像501中，只要在车道内，欲使车辆返回车道中央的弱控制发挥作用。另外，当通过自动驾驶在范围AR内行驶时，转向反作用力对驾驶员的方向盘操作起作用，使得基于手动的方向盘操作难以进行，而尽可能保持基于自动驾驶的控制。然而，如果偏离范围AR则转向反作用力减小，容易进行(或能够进行)手动驾驶的优先即超控。这样，当自动驾驶控制状态的等级较低时，即使是自动驾驶，如果在车道内则返回到车道中央的控制也较为缓慢，例如即使略微向左或向右偏移而欲使其返回中心的控制也较弱。然而，当车辆接近路肩时，与使其返回车道中央的控制迅速上升而防止偏离车道。另外，对于超控，如果超过范围AR进行手动操作则转向反作用力减小并且容易进行手动操作。换句话说，在低等级的驾驶控制状态下司机的负载原本就较高，即使在自动驾驶中进行超控也是容易允许的，只要车辆保持在车道内就允许超控。
另一方面，当自动驾驶控制状态的等级较高时，如图5左下方的控制图像502所示，试图保持在车道中央的特性较强。在这种情况下，通过自动驾驶而行驶的范围较窄，如果车辆稍微偏离该狭窄的范围则使车辆返回中心的控制就会强烈地起作用而使车辆返回中心。在这种控制下，期望尽可能避免由超控引起的偏离车道中央的情况，因此期望增加转向反作用力而使其难以允许超控并保持由此引起的图示的特性。在控制图像502中，范围AR比控制图像501窄，当超过该范围AR时则减弱了反作用力并转换到超控。另外，直至超过范围AR的反作用力大于控制图像501中的反作用力，为了进行手动操作而需要明确的意志。
在此，图5中央的显示示出了与自动驾驶控制状态对应的驾驶员的感觉。即，自动驾驶控制状态的等级越高助力感和控制感越强，相反地，自动驾驶控制状态的等级越低，人的感觉例如司机的驾驶感觉越好。另外，最右侧的驾驶意志并不表示与自动驾驶控制状态的等级对应的意志，而是表示驾驶意志越强(越高)则越期望降低自动驾驶控制状态的等级并允许超控。在本示例中，根据通过驾驶员转动方向盘31产生的转向轴210B的扭矩、旋转角度，来估计驾驶意志。即，当达到与自动驾驶控制状态对应的转向反作用力并使其旋转一定角度时，允许超控，并且容易进行手动操作。当然，可以使用转向盘的把持强度或方向盘的旋转速度等其他指标值进行推断。图5的右侧重叠地示出了控制图像501和502，因此在这里纵向表示例如转向反作用力的大小。即表示自动化程度较高的自动驾驶控制状态下的转向反作用力大于自动化程度较低的自动驾驶控制状态下的转向反作用力。
将用于实现这种控制的转向反作用力的特性示于图6。在图6的(A)中，纵轴表示转向反作用力，横轴表示系统舵角θsys与基于手动的手动舵角θm的差值(θm-θsys)。曲线L1、L2、L3分别表示第1控制状态、第2控制状态、第3控制状态下的转向反作用力的特征曲线。另外，θTh表示超控阈值。以第3控制状态为例，在系统舵角为θsys时，如果司机执行转向操作，则转向反作用力设定部210M根据角度差θm-θsys的增加而沿着曲线L3增加转向反作用力，并且反作用力电动机210E沿着曲线L3增加反作用力。曲线L3只要具有如图所示的特性，也可以是离散值。司机必须克服该转向反作用力来进行转向操作。并且，当角度差θm-θsys超过超控阈值θTh时，在此能够进行超控操作，并且转向反作用力设定部210M设定手动操作时的反作用力。但是，在此也可以给出过渡特性。图6中的(B)示出了过渡特性的一个示例。将第三控制状态下的超控阈值θTh中的转向反作用力设定为F3。转向反作用力设定部210M即使转换到超控操作也不会快速改变转向反作用力F3，而是在一定时间内逐渐变为手动操作时的反作用力F0。即，转向反作用力在角度差θm-θsys达到阈值θTh之前根据图6中的(A)的特性变为与角度差对应的反作用力，当角度差θm-θsys超过阈值θTh时，控制为与经过时间对应的反作用力以遵从图6中的(B)的特性。需要说明的是，当转向处于中立的状态时，手动操作时的转向反作用力为0，并且变为与转向操作的方向相反的朝向，因此根据转向方向而使手动操作时的反作用力变为-F0。虽然该值不同，但是与其他自动驾驶控制状态是一样的。另外，图6中的(A)中示出了角度差θm-θsys为正的情况，但是即使在负值的情况下也能将-θTh作为阈值执行同样的控制。
这样，在反作用力曲线信息210P存储有如图6中的(A)所示使每个自动驾驶控制状态下的系统舵角θsys和手动舵角θm之间的角度差(θm-θsys)与转向反作用力相关联的表、以及图6中的(B)所示的角度差(θm-θsys)超过超控阈值θTh时的过渡特性的表。并且，转向反作用力设定部210M输入角度差并设定对应的转向反作用力，直至角度差(θm-θsys)达到超控阈值。这样，当自动驾驶控制状态的等级较高时，给予更大的转向反作用力，并且当自动驾驶控制状态的等级较低时，给予更小的转向反作用力。然后，将克服该转向反作用力的方向盘操作的角度(θm-θsys)视为司机的驾驶意志的指标值，如果指标值达到阈值则转换到更容易进行反映司机的意志的驾驶的超控操作。
通过以上那样的构成和控制，根据本实施方式的车辆控制装置，即使是通过自动驾驶行驶中的车辆，也能进行基于司机的超控动作。另外，在该超控操作开始时，通过将与自动驾驶控制状态对应的转向反作用力施加到转向装置，自动驾驶控制状态的等级越高，越容易保持自动驾驶的路线。相反地，自动驾驶控制状态的等级越低，越容易对自动驾驶进行超控。另外，为了进行超控必须克服转向反作用力，并且在切换到超控操作时，能够反映驾驶员的驾驶意志。即在本实施方式中，如果驾驶意志不高则难以进行超控。
[其他实施方式]
在上述实施方式中，超控阈值θTh无论自动驾驶控制状态如何都是固定的。但是，可以根据自动驾驶控制状态改变超控阈值。例如，可以将第1控制状态、第2控制状态、第3控制状态各自的超控阈值θTh1、θTh2、θTh3设定为|θTh1|＜|θTh2|＜|θTh3|。但是，角度差(θm-θsys)的符号和各阈值的符号是相同的。由此，能够更容易地执行自动驾驶控制状态的等级较低时的超控操作，相反地，更难以执行自动驾驶控制状态的等级较高时的超控操作。由此，在高等级的自动驾驶控制状态(即高自动化程度的自动驾驶控制状态)下，能够实现难以脱离自动驾驶的控制的稳定驾驶，相反地，在低等级的自动驾驶控制状态(即低自动化程度)下，容易脱离自动驾驶的控制，并且容易进行手动操作。
或者，通过方向盘把持传感器或司机状态检测摄像机41a等监视司机状态，并且从通过监视获得的司机的状态中可以决定超控阈值，或可以决定是否允许超控操作。即，在上述示例中，将系统舵角与手动舵角(也称为校正舵角)之差作为指标值测量司机的转向输入程度，并将其视为表示司机的驾驶意志、意愿程度的指标值。然而，在本变形例中，更直接地检测司机的状态，并将检测的状态换算为表示司机的驾驶意志、意愿程度的指标值。如果该指标值较高则判定为司机的驾驶意志较高并允许超控操作。例如，如果判定为司机正在执行转向输入(即使上述的角度差小于超控阈值)，则判定司机状态。司机状态例如为，通过根据司机状态检测摄像机41a捕捉的图像，判定驾驶员正在注视外部，并且通过方向盘把持传感器，判定驾驶员是否为把持方向盘的状态。如果符合这两者，则在该时刻允许超控操作，并且如图6中的(B)所示，将转向反作用力限制为手动驾驶时的反作用力。或者，如果符合这两者，则也可以将超控阈值重新设定得更低。或者，如果通过油门开度传感器7a检测到进一步执行油门操作，则在该时刻可以允许超控操作，或可以重新设定更低的阈值。或者，可以将满足上述任一者设定为超控的条件或减小超控阈值的条件。无论如何在本变形例中均构成为，直接检测司机的状态，或者进一步检测司机的其他操作，并基于此允许超控操作。由此，不仅根据方向盘操作，而且也根据其他因素来估计司机的驾驶意志，并基于此能够进行超控。
另外，由于转向装置3还包括扭矩传感器210D，因此代替舵角可以将基于手动操作的转向装置的扭矩设定为指标值。即，如果扭矩超过阈值，则允许超控操作。每个自动驾驶控制状态的阈值的大小关系等可以与上述的实施方式相同。
●实施方式的总结
以上说明的本实施方式的总结如下。
(1)根据本发明的第一方式，其特征在于，本发明是一种车辆控制装置，其实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶，
所述车辆控制装置具有转向控制单元，其通过基于司机的手动操作或基于所述车辆控制装置的自动操作来进行转向控制，
在进行基于所述车辆控制装置的转向控制的情况下，所述转向控制单元除了接受基于所述车辆控制装置的系统转向量之外，还能接受基于司机的手动操作的转向输入，
所述转向控制单元在接受了所述转向输入时，对所述手动操作回馈规定的反作用力，
与在需要把持方向盘的第一状态下进行行驶的情况相比，在不需要把持方向盘的第二状态下进行行驶的情况下，所述转向控制单元增大了针对所述手动操作的所述反作用力。
通过该构成，当自动驾驶控制状态的等级较低时，容易进行超控，当等级较高时，能够提高转向反作用力并提高自动驾驶的稳定性。
(2)根据本发明的第二方式，其特征在于，本发明是一种车辆控制装置，其实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶，
所述车辆控制装置具有转向控制单元，其通过基于司机的手动操作或基于所述车辆控制装置的自动操作来进行转向控制，
在进行基于所述车辆控制装置的转向控制时，所述转向控制单元除了接受基于所述车辆控制装置的系统转向量之外，还能接受基于司机的手动操作的转向输入，
所述转向控制单元在接受了所述转向输入时，对所述手动操作回馈规定的反作用力，
与在需要周边监视的第一状态下进行行驶的情况相比，在不需要周边监视的第二状态下进行行驶的情况下，所述转向控制单元增大了针对所述手动操作的所述反作用力。
通过该构成，当自动驾驶控制状态的等级较低时，容易进行超控，当等级较高时，能够提高转向反作用力并提高自动驾驶的稳定性。
(3)根据(1)或(2)所述的车辆控制装置，其特征在于，
在所述转向输入的指标值超过阈值的情况下，减小所述反作用力。
通过该构成，能够设定符合自动驾驶控制状态的超控阈值。
(4)根据(3)所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述指标值是所述系统转向量与基于所述司机的所述转向输入的转向量的差值。
通过该构成，通过根据手动操作的转向量与系统转向量的差值设定超控阈值，能够进行最佳控制。
(5)根据(3)或(4)所述的车辆控制装置，其特征在于，
将所述第二状态下的所述阈值设定为大于所述第一状态下的所述阈值。
通过该构成，能够设定为在自动驾驶控制状态的等级较高时难以接受超控，当较低时容易接受超控，从而能够同时实现手动驾驶的容易性和自动驾驶的稳定性。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
基于所述驾驶员的状态、或所述驾驶员进行的其他操作的操作状态中的至少任一者来变更所述阈值。
通过该构成，能够根据除了转向之外的其他操作情况来恰当地判定超控。

Claims (6)

1.一种车辆控制装置，其实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶，其中，
所述车辆控制装置具有转向控制单元，该转向控制单元通过基于司机的手动操作或基于所述车辆控制装置的自动操作来进行转向控制，
在进行基于所述车辆控制装置的转向控制的情况下，所述转向控制单元除了接受基于所述车辆控制装置的系统转向量之外，还能接受基于司机的手动操作的转向输入，
所述转向控制单元在接受了所述转向输入时，对所述手动操作回馈规定的反作用力，
与在需要把持方向盘的第一状态下进行行驶的情况相比，在不需要把持方向盘的第二状态下进行行驶的情况下，所述转向控制单元增大了针对所述手动操作的所述反作用力。
2.一种车辆控制装置，其实施本车辆的驾驶辅助或自动驾驶，其中，
所述车辆控制装置具有转向控制单元，该转向控制单元通过基于司机的手动操作或基于所述车辆控制装置的自动操作来进行转向控制，
在进行基于所述车辆控制装置的转向控制的情况下，所述转向控制单元除了接受基于所述车辆控制装置的系统转向量之外，还能接受基于司机的手动操作的转向输入，
所述转向控制单元在接受了所述转向输入时，对所述手动操作回馈规定的反作用力，
与在需要周边监视的第一状态下进行行驶的情况相比，在不需要周边监视的第二状态下进行行驶的情况下，所述转向控制单元增大了针对所述手动操作的所述反作用力。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其中，
在所述转向输入的指标值超过阈值的情况下，减小所述反作用力。
4.根据权利要求3所述的车辆控制装置，其中，
所述指标值是所述系统转向量与基于所述司机的所述转向输入的转向量的差值。
5.根据权利要求3所述的车辆控制装置，其中，
将所述第二状态下的所述阈值设定为大于所述第一状态下的所述阈值。
6.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其中，
基于所述司机的状态、或所述司机进行的其他操作的操作状态中的至少任一者来变更所述阈值。
CN201910126274.8A 2018-03-14 2019-02-20 车辆控制装置 Active CN110271532B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018047153A JP7144947B2 (ja) 2018-03-14 2018-03-14 車両制御装置
JP2018-047153 2018-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110271532A true CN110271532A (zh) 2019-09-24
CN110271532B CN110271532B (zh) 2023-04-18

Family

ID=67904003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910126274.8A Active CN110271532B (zh) 2018-03-14 2019-02-20 车辆控制装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190286127A1 (zh)
JP (1) JP7144947B2 (zh)
CN (1) CN110271532B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112306074A (zh) * 2020-10-16 2021-02-02 中国商用飞机有限责任公司 一种用于自动驾驶仪的超控断开装置和超控断开方法
CN112896174A (zh) * 2019-11-18 2021-06-04 现代自动车株式会社 用于判断驾驶员的转向意图的设备和方法及系统
CN114859846A (zh) * 2021-02-04 2022-08-05 丰田自动车株式会社 远程驾驶装置和远程驾驶系统
CN115003585A (zh) * 2020-01-29 2022-09-02 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 用于中止车辆自动化驾驶的方法
CN115027551A (zh) * 2021-03-05 2022-09-09 大陆汽车系统公司 指示轨迹规划器反馈的驾驶员作用力增强
CN115841746A (zh) * 2021-09-22 2023-03-24 海信集团控股股份有限公司 一种基于车路协同的车辆编队行驶方法及装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017207604B4 (de) * 2017-05-05 2019-11-28 Conti Temic Microelectronic Gmbh Radarsystem mit Überwachung der Frequenzmodulation einer Folge von gleichartigen Sendesignalen
US10661829B2 (en) * 2018-06-08 2020-05-26 GM Global Technology Operations LLC Performance active and adaptive steering response and feel in real-time for steer-by-wire vehicle
CN115567891B (zh) * 2019-06-05 2025-01-14 深圳引望智能技术有限公司 自动驾驶信息指示方法、自动驾驶信息获取方法及装置
JP7272164B2 (ja) * 2019-08-06 2023-05-12 トヨタ自動車株式会社 運転操作引継システム及び車両
US11618436B2 (en) * 2019-11-12 2023-04-04 Subaru Corporation Controlling driving force distribution ratio in response to prediction of oversteer
JP7147733B2 (ja) * 2019-11-22 2022-10-05 トヨタ自動車株式会社 衝突回避支援装置
JP7158367B2 (ja) * 2019-12-09 2022-10-21 本田技研工業株式会社 車両制御システム
DE102020000147B4 (de) * 2020-01-13 2024-10-10 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zur Deaktivierung
WO2021199964A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 株式会社デンソー 提示制御装置、提示制御プログラム、自動走行制御システムおよび自動走行制御プログラム
JP7363833B2 (ja) * 2020-03-31 2023-10-18 株式会社デンソー 提示制御装置、提示制御プログラム、自動走行制御システムおよび自動走行制御プログラム
US20230286583A1 (en) * 2020-08-05 2023-09-14 Hitachi Astemo, Ltd. Vehicle Control Device, Vehicle Control Method, and Vehicle Control System
JP7196149B2 (ja) * 2020-12-28 2022-12-26 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御方法、及びプログラム
JP7564048B2 (ja) 2021-01-20 2024-10-08 トヨタ自動車株式会社 操舵システム
EP4325249A4 (en) * 2021-04-30 2024-08-07 Huawei Technologies Co., Ltd. RADAR SYSTEM AND TERMINAL DEVICE
GB202106353D0 (en) * 2021-05-04 2021-06-16 Arrival Ltd Arrival car
JP2022181464A (ja) * 2021-05-26 2022-12-08 ヤンマーホールディングス株式会社 自動運転方法、作業車両及び自動運転システム
JP7548877B2 (ja) 2021-06-28 2024-09-10 トヨタ自動車株式会社 車両制御システム及び車両制御方法
CN113525508B (zh) * 2021-07-23 2022-04-15 深圳华一精品科技有限公司 一种方向盘的控制方法、控制系统、车辆、计算机设备及计算机可读存储介质
JP2023031746A (ja) * 2021-08-25 2023-03-09 株式会社デンソー アクセルペダルシステム
JP2023031685A (ja) * 2021-08-25 2023-03-09 株式会社デンソー アクセルペダルシステム
JP2023064438A (ja) * 2021-10-26 2023-05-11 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
KR102653754B1 (ko) * 2021-12-02 2024-04-03 한국과학기술연구원 자율 주행용 뉴로모픽 프로세서
JP7448588B2 (ja) * 2022-06-23 2024-03-12 本田技研工業株式会社 運転支援装置、運転支援方法、およびプログラム

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001039325A (ja) * 1999-08-02 2001-02-13 Nissan Motor Co Ltd 車線追従装置
JP2010000949A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toyota Motor Corp 運転支援装置
JP2013180717A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd 車両用走行制御装置及び方法
CN107340769A (zh) * 2016-04-28 2017-11-10 本田技研工业株式会社 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序
JP2017214035A (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
CN107463122A (zh) * 2016-05-02 2017-12-12 本田技研工业株式会社 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序产品
CN107472350A (zh) * 2016-06-07 2017-12-15 本田技研工业株式会社 车辆控制装置、车辆控制方法和车辆控制程序
CN107635844A (zh) * 2015-06-11 2018-01-26 松下知识产权经营株式会社 车辆控制装置、车辆控制方法和车辆控制程序
JPWO2017158726A1 (ja) * 2016-03-15 2018-11-01 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4760563B2 (ja) 2006-06-19 2011-08-31 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
JP2017007484A (ja) 2015-06-22 2017-01-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 自動操舵機能を持つ車両操舵装置
JP6778516B2 (ja) 2016-06-23 2020-11-04 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
US20190308641A1 (en) 2016-07-14 2019-10-10 Nippon Seiki Co., Ltd. Image control apparatus and display apparatus
JP2018020682A (ja) 2016-08-04 2018-02-08 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001039325A (ja) * 1999-08-02 2001-02-13 Nissan Motor Co Ltd 車線追従装置
JP2010000949A (ja) * 2008-06-20 2010-01-07 Toyota Motor Corp 運転支援装置
JP2013180717A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd 車両用走行制御装置及び方法
CN107635844A (zh) * 2015-06-11 2018-01-26 松下知识产权经营株式会社 车辆控制装置、车辆控制方法和车辆控制程序
JPWO2017158726A1 (ja) * 2016-03-15 2018-11-01 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
CN107340769A (zh) * 2016-04-28 2017-11-10 本田技研工业株式会社 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序
CN107463122A (zh) * 2016-05-02 2017-12-12 本田技研工业株式会社 车辆控制系统、车辆控制方法以及车辆控制程序产品
JP2017214035A (ja) * 2016-06-02 2017-12-07 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
CN107472350A (zh) * 2016-06-07 2017-12-15 本田技研工业株式会社 车辆控制装置、车辆控制方法和车辆控制程序

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112896174A (zh) * 2019-11-18 2021-06-04 现代自动车株式会社 用于判断驾驶员的转向意图的设备和方法及系统
CN112896174B (zh) * 2019-11-18 2024-03-15 现代自动车株式会社 用于判断驾驶员的转向意图的设备和方法及系统
CN115003585A (zh) * 2020-01-29 2022-09-02 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 用于中止车辆自动化驾驶的方法
US12202527B2 (en) 2020-01-29 2025-01-21 Mercedes-Benz Group AG Method for terminating an automated driving operation of a vehicle
CN112306074A (zh) * 2020-10-16 2021-02-02 中国商用飞机有限责任公司 一种用于自动驾驶仪的超控断开装置和超控断开方法
CN112306074B (zh) * 2020-10-16 2022-07-12 中国商用飞机有限责任公司 一种用于自动驾驶仪的超控断开装置和超控断开方法
CN114859846A (zh) * 2021-02-04 2022-08-05 丰田自动车株式会社 远程驾驶装置和远程驾驶系统
CN115027551A (zh) * 2021-03-05 2022-09-09 大陆汽车系统公司 指示轨迹规划器反馈的驾驶员作用力增强
CN115841746A (zh) * 2021-09-22 2023-03-24 海信集团控股股份有限公司 一种基于车路协同的车辆编队行驶方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019156232A (ja) 2019-09-19
CN110271532B (zh) 2023-04-18
US20190286127A1 (en) 2019-09-19
JP7144947B2 (ja) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110271532A (zh) 车辆控制装置
US11008016B2 (en) Display system, display method, and storage medium
US10386838B2 (en) Vehicle control device, vehicle control method, and vehicle control program
CN109421742B (zh) 用于监测自主车辆的方法和设备
JP7177862B2 (ja) 位置決定装置
US10503170B2 (en) Method and apparatus for monitoring an autonomous vehicle
US10600257B2 (en) Method and apparatus for monitoring of an autonomous vehicle
CN109421738A (zh) 用于监视自主车辆的方法和装置
CN110281930A (zh) 车辆控制装置、车辆、车辆控制方法以及存储介质
CN110001643A (zh) 车辆控制装置、车辆控制方法、存储介质、以及信息获取装置
CN109421710A (zh) 车辆控制系统、车辆控制方法及存储介质
JP7099970B2 (ja) 車両制御装置
JP6790258B2 (ja) ポリシー生成装置及び車両
CN109421799A (zh) 车辆控制装置、车辆控制方法及存储介质
CN110155044A (zh) 车辆控制装置
CN108583572A (zh) 驾驶辅助装置
CN112660018B (zh) 显示装置以及显示装置的显示方法
US20200310448A1 (en) Behavioral path-planning for a vehicle
CN109606361A (zh) 车辆控制装置
JP6970215B2 (ja) 車両制御装置、それを有する車両、および制御方法
CN111532269B (zh) 车辆控制装置
US20220009494A1 (en) Control device, control method, and vehicle
CN110281940A (zh) 行驶辅助系统以及车辆的控制方法
JP7073313B2 (ja) 車両制御装置
JP6982083B2 (ja) 走行制御装置、および車両

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant