KR101689247B1 - 차량의 주행 제어 장치 - Google Patents

Abstract

취득한 주위의 정보에 의거하여 차량이 향후 주행하는 주행로를 설정하고, 그 주행로를 따라 차량을 주행시키는 통상의 주행 제어를 행하며(S300), 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 되었을 때에는, 설정 완료된 주행로를 따라 차량을 주행시키는 잠정의 주행 제어를 실행한다(S500). 잠정의 주행 제어를 개시하고나서 차량이 설정 완료된 주행로를 따른 주행을 완료할 때까지의 잠정의 주행 시간을 추정하고, 잠정의 주행 시간이 짧을 때에는 잠정의 주행 시간이 길 때에 비해 목표 감속도가 높아지도록, 목표 감속도를 가변 설정하며, 차량의 감속도가 목표 감속도가 되도록 차량을 감속시킨다(S600).

Description

차량의 주행 제어 장치{VEHICLE TRAVEL CONTROL DEVICE}

본 발명은, 차량의 주행 제어 장치에 관한 것이고, 더 상세하게는 조타륜의 타각(舵角)을 제어하는 자동 조타 제어를 행함으로써 차량을 주행로를 따라 주행시키는 차량의 주행 제어 장치에 관한 것이다.

자동차 등의 차량의 주행 제어 장치로서, 차량이 목표 궤적을 따라 주행하도록 주행 궤적을 제어하는 주행 궤적 제어 장치나, 차선에 대한 차량의 횡(橫)어긋남량을 판정하여 차량이 차선에서 일탈하는 것을 방지하는 차선 유지 장치가 알려져 있다. 이들 주행 제어 장치에 있어서는, 운전자의 조타 조작의 유무에 관계없이 조타륜이 타각 가변 장치에 의해 자동적으로 조타되는 자동 조타 제어가 행해진다.

주행 제어 장치의 자동 조타 제어에 있어서는, CCD 카메라와 같은 촬상 장치에 의해 차량 전방의 정보가 취득되고, 취득된 화상 정보에 의거하여 차량이 주행하는 주행로가 설정되며, 설정된 주행로를 따라 차량이 주행하도록 조타륜의 타각이 제어된다. 이 경우, 주행로의 설정은, 취득된 화상 정보를 전자적으로 처리하고, 흰색선, 가드레일, 중앙 분리대, 갓길 등의 주행로의 경계를 판정함으로써 행해진다.

차량의 주행 상황에 따라서는, 예를 들면, 안개 등의 시계(視界) 불량이나 촬상 장치의 이상과 같이, 촬상 장치가 미리 설정된 거리 범위까지의 정보를 취득할 수 없어지는 경우가 있다. 그와 같은 상황이 되면 적정한 주행 제어를 행할 수 없으므로, 예를 들면, 일본 공개특허 특개평10-76965호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 주행 제어가 중지된다는 취지의 경보가 공표되어 주행 제어가 중지되고, 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행된다.

또, 예를 들면, 일본 공개특허 특개2001-22444호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 촬상 장치가 일시적으로 차량 전방의 정보를 적정하게 취득할 수 없게 되어 주행 제어를 중지할 필요가 생겼을 때에는, 주행 제어가 단속적(斷續的)으로 되지 않도록, 차량을 감속시키는 것도 이미 알려져 있다.

〔발명이 해결하고자 하는 과제〕

주행 제어 장치에 있어서, 예를 들면, 상기 일본 공개특허 특개평10-76965호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 차량을 감속시키지 않고 주행 제어가 중지되면, 운전자가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로의 이행에 양호하게 대처할 수 없는 경우가 있다.

또, 상기 일본 공개특허 특개2001-22444호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 주행 제어가 단속적으로 되는 것을 방지하기 위해 차량을 감속시키는 것이 아니고, 주행 제어가 중지될 때에 운전자가 조타 모드의 이행에 대처하기 쉽게 하기 위해 차량을 감속시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 운전자가 조타 모드의 이행에 대처하기 쉽게 하기 위해, 차량의 감속도가 높게 설정되면, 차량의 탑승자가 감속에 기인하는 위화감을 느끼기 쉬워진다. 반대로, 차량의 탑승자가 위화감을 느끼기 어렵게 하기 위해, 차량의 감속도가 낮게 설정되면, 차속의 저하가 불충분해져, 운전자가 조타 모드의 이행에 양호하게 대처할 수 없을 뿐만 아니라, 조타 모드가 이행될 때에 차량의 주행 거동에 급격한 변화가 생길 우려가 높아진다.

또, 촬상 장치가 차량 전방의 정보를 적정하게 취득할 수 없게 되어도, 이제까지 취득된 정보에 의거하여 잠시 동안 잠정적인 주행 제어를 계속함과 함께 차량을 감속시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 차량의 감속도가 낮게 설정되면, 잠정적인 주행 제어 중에 차량이 주행하는 거리가 짧은 경우나 차속이 높은 경우에는, 차속의 저하가 부족하여 잠정적인 주행 제어의 계속(繼續) 시간이 짧아져서, 운전자가 조타 모드의 이행에 양호하게 대처할 수 없어진다. 반대로, 차량의 감속도가 높게 설정되면, 차속이 빠르게 저하되므로, 잠정적인 주행 제어 중에 차량이 주행하는 거리가 긴 경우나 차속이 낮은 경우에는, 잠정적인 주행 제어의 계속 시간이 지나치게 길어진다.

본 발명은, 종래의 주행 제어 장치에 있어서의 상술과 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이다. 그리고, 본 발명의 주요한 과제는, 감속에 기인하는 위화감이나 차량의 주행 거동의 급격한 변화를 억제하면서 운전자가 조타 모드의 이행에 양호하게 대처할 수 있도록, 잠정적인 주행 제어의 계속 시간을 적정한 길이로 하는 것이다.

〔과제를 해결하기 위한 수단 및 발명의 효과〕

상술의 주요한 과제는, 본 발명에 의하면, 차량의 주위의 정보를 취득하고, 취득한 주위의 정보에 의거하여 차량이 향후 주행하는 주행로를 설정하며, 설정한 주행로를 따라 차량을 주행시키는 주행 제어를 행하고, 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 되었을 때에는, 설정 완료된 주행로를 따라 차량을 주행시키는 잠정의 주행 제어를 실행하면서 차속을 저하시키는 차량의 주행 제어 장치에 있어서, 잠정의 주행 제어를 개시하고나서 차량이 설정 완료된 주행로의 주행을 완료할 때까지의 잠정의 주행 시간을 추정하고, 잠정의 주행 시간이 짧을 때에는 잠정의 주행 시간이 길 때에 비해 목표 감속도가 높아지도록, 잠정의 주행 시간에 따라 목표 감속도를 가변 설정하며, 차량의 감속도가 목표 감속도가 되도록 차량을 감속시키는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치에 의해 달성된다.

상기 구성에 의하면, 잠정의 주행 제어를 개시하고나서 차량이 설정 완료된 주행로의 주행을 완료할 때까지의 잠정의 주행 시간이 추정된다. 그리고, 잠정의 주행 시간이 짧을 때에는 잠정의 주행 시간이 길 때에 비해 목표 감속도가 높아지도록, 잠정의 주행 시간에 따라 목표 감속도가 가변 설정된다.

따라서, 설정 완료된 주행로의 거리가 짧은 경우나 차속이 높은 경우에는, 차량의 감속도를 높게 하고, 이에 따라 잠정의 주행 제어의 계속 시간이 과잉으로 짧아지는 것을 방지하여, 운전자가 조타 모드의 이행에 양호하게 대처할 수 있도록 할 수 있다. 또, 차속이 높은 상황에서 잠정의 주행 제어가 종료되고, 운전자에 의한 조타 모드가 개시되는 것에 기인하여 차량의 주행 거동이 급변할 우려를 저감할 수 있다. 반대로, 설정 완료된 주행로의 거리가 긴 경우나 차속이 낮은 경우에는, 목표 감속도를 낮게 하고, 차속이 과잉으로 저하되어 잠정의 주행 제어의 계속 시간이 과잉으로 길어지는 것을 방지할 수 있다. 또, 차량의 감속도가 높은 것에 기인하여 차량의 탑승자가 위화감을 느낄 우려를 저감할 수 있다.

또, 상기 구성에 있어서, 주행 제어 장치는, 잠정의 주행 제어를 개시할 때의 차속을 기준 차속으로 하여, 기준 차속이 높을 때에는 기준 차속이 낮을 때에 비해 목표 감속도가 낮아지도록, 기준 차속에 따라 목표 감속도를 가변 설정하도록 되어 있어도 된다.

일반적으로, 차량이 자동적으로 감속되는 것에 기인하여 차량의 탑승자가 느끼는 위화감은, 차속이 낮은 상황에 있어서의 것보다 차속이 높은 상황에 있어서 현저하다. 상기 구성에 의하면, 기준 차속이 높을 때에는 기준 차속이 낮을 때에 비해 감속도가 낮아진다. 따라서, 설정 완료된 주행로의 거리는 짧지만 기준 차속이 낮은 상황에 있어서, 차량의 감속도가 불필요하게 낮아지는 것을 방지하면서, 설정 완료된 주행로의 거리는 길지만 기준 차속이 높은 상황에 있어서, 탑승자가 위화감을 느낄 우려를 효과적으로 저감할 수 있다.

또한, 차량이 자동적으로 감속되는 것에 기인하여 차량의 탑승자가 느끼는 위화감은, 잠정의 주행 제어를 개시할 때의 목표 감속도의 증대율이 낮을수록 경미해진다. 따라서, 잠정의 주행 제어를 개시할 때의 목표 감속도의 증대율도, 기준 차속이 높을 때에는 기준 차속이 낮을 때에 비해 낮아지도록, 기준 차속에 따라 가변 설정되어도 된다.

또, 상기 구성에 있어서, 주행 제어 장치는, 차륜의 타각을 변화시키는 타각 가변 장치를 포함하고, 주행 제어 장치는, 설정한 주행로를 따라 차량을 주행시키기 위한 차량의 목표 상태량을 연산하며, 목표 상태량에 의거하여 차륜의 목표 타각을 연산하고, 차륜의 타각이 목표 타각이 되도록 타각 가변 장치를 제어함으로써 주행 제어 및 잠정의 주행 제어를 행하며, 주행 제어 중에는 목표 상태량에 대한 차륜의 목표 타각의 게인을 차속에 따라 가변 설정하지만, 잠정의 주행 제어 중에는 게인을 차속에 따라 가변 설정하지 않도록 되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 목표 상태량에 대한 차륜의 목표 타각의 게인은, 주행 제어 중에는 차속에 따라 변화되지만, 잠정의 주행 제어 중에는 차속에 따라 변화되지 않는다. 따라서, 주행 제어 중에는 차속에 따른 게인으로 차륜의 타각을 제어할 수 있음과 함께, 잠정의 주행 제어 중에는 감속 제어에 의해 차속이 저하됨에 수반하여 게인이 변화되는 것 및 이것에 기인하여 차량의 주행 거동이 악화될 우려를 저감할 수 있다.

또, 상기 구성에 있어서, 주행 제어 장치는, 차량이 설정 완료된 주행로를 따른 주행을 완료할 때에는, 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속을 종료시키도록 되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 잠정의 주행 제어가 종료되어 있음에도 불구하고 차량의 감속이 불필요하게 계속되어 차속이 불필요하게 저하되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또, 상기 구성에 있어서, 주행 제어 장치는, 잠정의 주행 제어의 실행 중에 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 어느 하나가 행해졌을 때에는, 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속을 종료시키도록 되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 어느 하나가 이루어지면, 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속이 종료된다. 따라서, 운전자는, 잠정의 주행 제어가 실행되어 있어도, 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 어느 하나를 행함으로써, 잠정의 주행 제어를 종료시켜 조타 모드를 수동 조타 모드로 이행시킴과 함께, 차량의 감속을 종료시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 잠정의 주행 제어보다 운전자의 운전 의사를 우선시킬 수 있다.

또, 상기 구성에 있어서, 주행 제어 장치는, 잠정의 주행 제어 중에 차량의 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 있게 되었을 때에는, 잠정의 주행 제어 및 차속의 저하를 종료시켜 주행 제어를 재개하도록 되어 있어도 된다.

상기 구성에 의하면, 잠정의 주행 제어 중에 차량의 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 있게 되면, 잠정의 주행 제어 및 차속의 저하가 종료되고, 주행 제어가 재개된다. 따라서, 차량의 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 있게 되어 있음에도 불구하고, 잠정의 주행 제어 및 차속의 저하가 불필요하게 계속되는 것을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 주행 제어를 확실하게 재개시킬 수 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 태양에 의하면, 주행 제어 장치는, 잠정의 주행 제어를 개시할 때의 차속을 기준 차속으로 하여, 설정 완료된 주행로의 거리를 기준 차속으로 나눔으로써 잠정의 주행 시간을 추정하도록 되어 있어도 된다.

본 발명의 다른 하나의 바람직한 태양에 의하면, 주행 제어 장치는, 기준 차속이 높을 때에는 기준 차속이 낮을 때에 비해 낮아지도록, 잠정의 주행 제어를 개시할 때의 목표 감속도의 증대율을 기준 차속에 따라 가변 설정하도록 되어 있어도 된다.

본 발명의 다른 하나의 바람직한 태양에 의하면, 설정한 주행로를 따라 차량을 주행시키기 위한 차량의 목표 상태량은, 차량의 목표 횡가속도, 차량의 목표 요 레이트(yaw rate), 차량의 목표 요 모멘트(yaw moment), 차량의 목표 횡력 중 어느 하나여도 된다.

본 발명의 다른 하나의 바람직한 태양에 의하면, 주행 제어 중에는 목표 상태량에 대한 차륜의 목표 타각의 게인은, 차속이 낮을수록 차량의 선회를 촉진하는 측으로 변화되도록 가변 설정되어도 된다.

본 발명의 다른 하나의 바람직한 태양에 의하면, 주행 제어 장치는, 운전자에 의해 조타 조작이 행해졌을 때에는, 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속을 동시에 종료시키지만, 운전자에 의해 감속 조작 또는 가속 조작이 행해졌을 때에는, 차량의 감속을 종료시키고, 그런 후 잠정의 주행 제어를 종료시키도록 되어 있어도 된다.

도 1은 전륜용의 타각 가변 장치 및 후륜 조타 장치가 탑재된 차량에 적용된 본 발명에 의한 차량의 주행 제어 장치의 하나의 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 실시형태에 있어서의 주행 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 도 2의 단계 300에 있어서 실행되는 통상의 궤적 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는 도 2의 단계 500에 있어서 실행되는 잠정의 궤적 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는 도 2의 단계 600에 있어서 실행되는 차량의 제동 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은 차량의 목표 횡가속도(Gyt)에 의거하여 통상의 궤적 제어를 위한 전륜의 기본 목표 타각(δlkafb)을 연산하기 위한 맵이다.
도 7은 차량의 목표 횡가속도(Gyt)에 의거하여 통상의 궤적 제어를 위한 후륜의 기본 목표 타각(δlkarb)을 연산하기 위한 맵이다.
도 8은 차속(V)에 의거하여 전륜의 목표 타각(δlkaf)을 위한 정상 게인(Ksf)을 연산하기 위한 맵이다.
도 9는 차속(V)에 의거하여 전륜의 목표 타각(δlkaf)을 위한 미분 게인(Kdf)을 연산하기 위한 맵이다.
도 10은 차속(V)에 의거하여 후륜의 목표 타각(δlkar)을 위한 정상 게인(Ksr)을 연산하기 위한 맵이다.
도 11은 차속(V)에 의거하여 후륜의 목표 타각(δlkar)을 위한 미분 게인(Kdr)을 연산하기 위한 맵이다.
도 12는 잠정의 주행 시간(Tp) 및 차속(V)에 의거하여 잠정의 궤적 제어에 있어서의 차량의 목표 감속도(Gxbt)를 연산하기 위한 맵이다.
도 13은 정속 주행에서의 통상의 궤적 제어 중에 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 된 경우에 대하여, 궤적 제어, 감속 제어 및 차속(V)의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14는 잠정의 궤적 제어 중에 감속 제어가 행해지지 않는 주행 제어 장치에 있어서, 정속 주행에서의 통상의 궤적 제어 중에 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 된 경우에 대하여, 궤적 제어, 감속 제어 및 차속(V)의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점까지 주행하기 전에, 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 적어도 어느 하나가 행해진 경우에 대하여, 궤적 제어, 감속 제어 및 차속(V)의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은 수정예에 있어서, 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점까지 주행하기 전에, 운전자에 의해 가속 조작이 행해진 경우에 대하여, 궤적 제어, 감속 제어 및 차속(V)의 변화의 일례를 나타내는 도면이다.

이하에 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 전륜용의 타각 가변 장치 및 후륜 조타 장치가 탑재된 차량에 적용된 본 발명에 의한 차량의 주행 제어 장치의 하나의 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.

도 1에 있어서, 본 발명에 의한 주행 제어 장치(10)는 차량(12)에 탑재되고, 타각 가변 장치(14) 및 이것을 제어하는 전자 제어 장치(16)를 포함하고 있다. 또 도 1에 있어서, 18FL 및 18FR은 각각 차량(12)의 좌우의 전륜을 나타내고, 18RL 및 18RR은 각각 좌우의 후륜을 나타내고 있다. 조타륜인 좌우의 전륜(18FL 및 18FR)은 운전자에 의한 스티어링 휠(steering wheel)(20)의 조작에 응답하여 구동되는 랙·앤드·피니언(rack and pinion)형의 전동식 파워 스티어링 장치(22)에 의해 랙 바(rack bar)(24) 및 타이 로드(tie rod)(26L 및 26R)를 개재하여 전타(轉舵)된다.

조타 입력 장치인 스티어링 휠(20)은 어퍼(upper) 스티어링 샤프트(28), 타각 가변 장치(14), 로우어(lower) 스티어링 샤프트(30), 유니버설(universal) 조인트(32)를 개재하여 파워 스티어링 장치(22)의 피니언 샤프트(34)에 구동 접속되어 있다. 타각 가변 장치(14)는 하우징(14A)의 측에서 어퍼 스티어링 샤프트(28)의 하단(下端)에 연결되고, 회전자(14B)의 측에서 도면에는 나타내어져 있지 않은 감속 기구를 개재하여 로우어 스티어링 샤프트(30)의 상단(上端)에 연결된 보조 전타 구동용의 전동기(36)를 포함하고 있다.

이렇게 하여 타각 가변 장치(14)는 어퍼 스티어링 샤프트(28)에 대하여 상대적으로 로우어 스티어링 샤프트(30)를 회전 구동함으로써, 좌우의 전륜(18FL 및 18FR)을 스티어링 휠(20)에 대하여 상대적으로 보조 전타 구동한다. 따라서, 타각 가변 장치(14)는, 스티어링 기어비(比)(조타 전달비(比)의 역수)를 증감 변화시키는 스티어링 기어비 가변 장치(VGRS)로서 기능한다. 또, 타각 가변 장치(14)는, 운전자의 조타 조작의 유무에 관계없이 좌우의 전륜의 타각을 변화시킴으로써, 스티어링 휠(20)의 회전 위치와 전륜의 타각의 관계를 변경하는 전륜용 타각 가변 장치로서도 기능한다. 나중에 상세하게 설명하는 바와 같이, 타각 가변 장치(14)는 전자 제어 장치(16)의 타각 제어부에 의해 제어된다.

좌우의 후륜(18RL 및 18RR)은 좌우의 전륜(18FL 및 18FR)의 조타와는 독립적으로, 후륜 조타 장치(42)의 전동식의 파워 스티어링 장치(44)에 의해 타이 로드(46L 및 46R)를 개재하여 조타된다. 따라서, 후륜 조타 장치(42)는, 운전자의 조타 조작에 의존하지 않고 좌우의 후륜의 타각을 변화시키는 후륜용 타각 가변 장치로서 기능하고, 후술과 같이 전자 제어 장치(16)의 타각 제어부에 의해 제어된다.

도시의 후륜 조타 장치(42)는 주지의 구성의 전동식 보조 스티어링 장치이고, 전동기(48A)와, 전동기(48A)의 회전을 릴레이 로드(48B)의 왕복 운동으로 변환하는 예를 들면 나사식의 운동 변환 기구(48C)를 갖는다. 릴레이 로드(48B)는 타이 로드(46L, 46R) 및 도면에는 나타내어져 있지 않은 너클(knuckle) 아암과 함께 작용하여 릴레이 로드(48B)의 왕복 운동에 의해 좌우의 후륜(18RL 및 18RR)을 전타 구동하는 전타 기구를 구성하고 있다.

도면에는 상세하게 나타내어져 있지 않지만, 변환 기구(48C)는 전동기(48A)의 회전을 릴레이 로드(48B)의 왕복 운동으로 변환하지만, 좌우의 후륜(18RL 및 18RR)이 노면으로부터 받아 릴레이 로드(48B)에 전달된 힘을 전동기(48A)로 전달하지 않고, 따라서 릴레이 로드(48B)에 전달된 힘에 의해 전동기(48A)가 회전 구동되지 않도록 구성되어 있다.

도시의 실시형태에 있어서는, 전동식 파워 스티어링 장치(22)는 랙 동축(同軸)형의 전동식 파워 스티어링 장치이고, 전동기(50)와, 전동기(50)의 회전 토크를 랙 바(24)의 왕복 운동 방향의 힘으로 변환하는 예를 들면 볼 나사식의 변환 기구(52)를 갖는다. 전동식 파워 스티어링 장치(22)는 전자 제어 장치(16)의 전동식 파워 스티어링 장치(EPS) 제어부에 의해 제어된다. 전동식 파워 스티어링 장치(22)는 하우징(54)에 대하여 상대적으로 랙 바(24)를 구동하는 보조 조타력을 발생함으로써, 운전자의 조타 부담을 경감함과 함께 타각 가변 장치(14)의 작동을 보조하는 조타 어시스트력 발생 장치로서 기능한다.

또한, 타각 가변 장치(14) 및 후륜 조타 장치(42)는, 운전자의 조타 조작에 의하지 않고 각각 전륜 및 후륜의 타각을 변화시킬 수 있는 한, 임의의 구성의 것이어도 된다. 또, 조타 어시스트력 발생 장치도 보조 조타력을 발생할 수 있는 한 임의의 구성의 것이어도 된다. 또한, 조타 입력 장치는 스티어링 휠(20)이지만, 조타 입력 장치는 조이스틱형의 조타 레버여도 된다.

각 차륜의 제동력은 제동 장치(60)의 유압 회로(62)에 의해 휠 실린더(64FL, 64FR, 64RL, 64RR) 내의 압력, 즉 제동압이 제어됨으로써 제어된다. 도 1에는 나타내어져 있지 않지만, 유압 회로(62)는 오일 리저버(reservoir), 오일 펌프, 다양한 밸브 장치 등을 포함하고, 각 휠 실린더의 제동압은 통상 시에는 운전자에 의한 브레이크 페달(66)의 밟음 조작에 따라 구동되는 마스터 실린더(68)에 의해 제어된다. 또 각 휠 실린더의 제동압은 필요에 따라 유압 회로(62)가 전자 제어 장치(16)의 제동력 제어부에 의해 제어됨으로써 개별적으로 제어된다. 이렇게 하여 제동 장치(60)는 운전자의 제동 조작과는 무관하게 각 차륜의 제동력을 개별적으로 제어 가능하다.

도시의 실시형태에 있어서는, 어퍼 스티어링 샤프트(28)에는, 당해 어퍼 스티어링 샤프트의 회전 각도를 조타각(MA)으로서 검출하는 조타각 센서(70)가 설치되어 있다. 피니언 샤프트(34)에는, 조타 토크(MT)를 검출하는 조타 토크 센서(72)가 설치되어 있다. 타각 가변 장치(14)에는, 그 상대 회전 각도(θre), 즉 어퍼 스티어링 샤프트(28)에 대한 로우어 스티어링 샤프트(30)의 상대 회전 각도를 검출하는 회전 각도 센서(74)가 설치되어 있다.

조타각(MA)을 나타내는 신호, 조타 토크(MT)를 나타내는 신호, 상대 회전 각도(θre)를 나타내는 신호는, 차속 센서(76)에 의해 검출된 차속(V)을 나타내는 신호와 함께, 전자 제어 장치(16)의 타각 제어부 및 EPS 제어부로 입력된다. 또한,로우어 스티어링 샤프트(30)의 회전 각도가 검출되고, 상대 회전 각도(θre)는, 조타각(MA)과 로우어 스티어링 샤프트(30)의 회전 각도의 차로서 구해져도 된다.

또, 차량(12)에는 차량의 전방을 촬영하는 CCD 카메라(78) 및 차량의 탑승자에 의해 조작되고 차량을 주행로를 따라 주행시키는 궤적 제어(「LKA(레인 킵 어시스트(lane keep assist)) 제어」라고도 불림)를 행할지의 여부를 선택하기 위한 선택 스위치(80)가 설치되어 있다. CCD 카메라(78)에 의해 촬영된 차량의 전방의 화상 정보를 나타내는 신호 및 선택 스위치(80)의 위치를 나타내는 신호는 전자 제어 장치(16)의 주행 제어부로 입력된다. 또한, 차량의 전방의 화상 정보나 주행로의 정보는 CCD 카메라 이외의 수단에 의해 취득되어도 된다. 또, 궤적 제어를 실행하기 위한 차량의 주위의 정보에는, 차량의 전방의 정보에 추가하여 예를 들면 차량의 측방과 같이 전방의 이외의 정보가 포함되어 있어도 된다.

전자 제어 장치(16)의 각 제어부는 각각 CPU와 ROM과 RAM과 입출력 포트 장치를 갖고, 이들이 쌍방향성의 커먼(common) 버스에 의해 서로 접속된 마이크로 컴퓨터를 포함하는 것이어도 된다. 또 조타각 센서(70), 조타 토크 센서(72), 회전 각도 센서(74)는, 각각 차량의 좌(左)선회 방향으로의 조타 또는 전타의 경우를 정(正)으로 하여 조타각(MA), 조타 토크(MT), 상대 회전 각도(θre)를 검출한다.

나중에 상세하게 설명하는 바와 같이, 전자 제어 장치(16)는, 선택 스위치(80)가 온일 때에는, 도 2 등에 나타내어진 플로우 차트에 따라 타각 가변 장치(14)를 제어함으로써, 차량을 주행로를 따라 주행시키는 통상의 궤적 제어 또는 잠정의 궤적 제어를 행한다. 통상의 궤적 제어 및 잠정의 궤적 제어에 있어서는, 전륜 및 후륜이 운전자의 조타 조작에 의존하지 않고 타각 가변 장치(14) 등에 의해 자동 조타 모드로 조타된다.

특히, 전자 제어 장치(16)는, CCD 카메라(78)에 의한 차량의 전방의 촬영에 의해 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 있을 때에는, 도 3에 나타내어진 플로우 차트에 따라 통상의 궤적 제어를 행한다. 즉, 전자 제어 장치(16)는, 촬영 정보의 해석에 의해 향후 주행하는 주행로를 설정하고, 차량을 주행로를 따라 주행시키기 위한 목표 궤적을 설정하며, 차량이 목표 궤적을 따라 주행하도록 전륜 및 후륜의 타각을 제어한다.

이에 대하여, 전자 제어 장치(16)는, CCD 카메라(78)에 의한 차량의 전방의 촬영에 의해 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없을 때에는, 도 4에 나타내어진 플로우 차트에 따라 잠정의 궤적 제어를 행한다. 즉, 전자 제어 장치(16)는, 통상의 궤적 제어 중에 설정된 주행로를 따라 주행시키기 위한 목표 궤적을 잠정의 목표 궤적으로 하여, 차량이 잠정의 목표 궤적을 따라 주행하도록 전륜 및 후륜의 타각을 제어한다.

또, 전자 제어 장치(16)는, 잠정의 궤적 제어를 행할 때에는, 도 5에 나타내어진 플로우 차트에 따라 차량의 감속 제어를 행하고, 이에 따라 차속을 저하시킨다. 그리고, 전자 제어 장치(16)는, 잠정의 궤적 제어를 완료할 때에는, 감속 제어를 종료시킴과 함께, 조타 모드를 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행시킨다. 이에 대하여, 전자 제어 장치(16)는, 통상의 궤적 제어로 복귀하는 것이 가능해졌을 때에는, 잠정의 궤적 제어 및 감속 제어를 종료시킴과 함께, 주행 제어를 통상의 궤적 제어로 복귀시킨다.

또한, 전자 제어 장치(16)는, 조타 토크(MT) 등에 의거하여 전동식 파워 스티어링 장치(22)를 제어하고, 운전자의 조타 부담을 경감함과 함께, 타각 가변 장치(14)가 좌우 전륜의 타각을 통상의 궤적 제어 또는 잠정의 궤적 제어의 목표 타각으로 제어하는 것을 보조한다.

<주행 제어 루틴>

다음으로 도 2에 나타내어진 플로우 차트를 참조하여 실시형태에 있어서의 주행 제어 루틴에 대하여 설명한다. 또한, 도 2에 나타내어진 플로우 차트에 의한 제어는, 선택 스위치(80)가 오프로부터 온으로 전환되었을 때에 개시되고, 소정의 시간마다 반복 실행된다.

먼저 단계 50에 있어서는, 조타각 센서(70)에 의해 검출된 조타각(MA)을 나타내는 신호 등의 판독이 행해진다.

단계 100에 있어서는, CCD 카메라(78)에 의한 차량의 전방의 촬영에 의해 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 있는지의 여부의 판별이 행해진다. 그리고, 부정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 305으로 진행하고, 긍정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 150으로 진행한다.

단계 150에 있어서는, 잠정의 궤적 제어 중인지의 여부의 판별이 행해진다. 그리고, 긍정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 850으로 진행하고, 부정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 200으로 진행한다.

단계 200에 있어서는, 통상의 궤적 제어가 실행되어 있는 것을 나타내는 표시가, 도 1의 표시 장치(82)에 표시되고, 혹은 그 표시가 계속된다.

단계 300에 있어서는, 도 3에 나타내어진 플로우 차트에 따라, 후술과 같이 통상의 궤적 제어가 실행되고, 이에 따라 차량이 목표 궤적을 따라 주행하도록 전륜 및 후륜의 타각이 제어된다.

단계 305에 있어서는, 잠정의 궤적 제어의 종료 조건이 성립되어 있는지의 여부의 판별이 행해진다. 그리고, 긍정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 700으로 진행하고, 부정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 400으로 진행한다.

또한, 이 경우, 하기 중 어느 것이 판정되었을 때에 궤적 제어의 종료 조건이 성립되었다고 판정되어도 된다.

a1:후술의 단계 500에 있어서 설정된 잠정의 목표 궤적을 따른 주행이 완료되었다.

a2:운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 적어도 어느 하나가 행해졌다.

단계 400에 있어서는, 잠정의 궤적 제어가 실행되어 있는 것을 나타내는 표시가 표시 장치(82)에 표시되고, 혹은 그 표시가 계속된다.

단계 500에 있어서는, 도 4에 나타내어진 플로우 차트에 따라, 후술과 같이 잠정의 궤적 제어가 실행되고, 이에 따라 차량이 잠정의 목표 궤적을 따라 주행하도록 전륜 및 후륜의 타각이 제어된다.

단계 600에 있어서는, 도 5에 나타내어진 플로우 차트에 따라, 후술과 같이 차량의 감속 제어가 실행되고, 이에 따라 차량의 감속 속도가 목표 감속도가 되도록, 도면에는 나타내어져 있지 않은 엔진의 출력이 0으로 제어됨과 함께 차륜의 제동력이 제어된다.

단계 700에 있어서는, 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행된다는 취지를 나타내는 시각 및/또는 청각에 의한 고지(告知) 정보가, 표시 장치(82)에 의해 차량의 탑승자에게 공표된다.

단계 750에 있어서는, 잠정의 궤적 제어가 종료시켜지고, 이에 따라 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행된다.

단계 800에 있어서는, 차량의 목표 감속도가 점차 0까지 저감됨으로써, 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료시켜지고, 차속의 저하가 종료된다.

단계 850에 있어서는, 잠정의 궤적 제어가 종료되어 궤적 제어가 통상의 궤적 제어로 복귀한다는 취지를 나타내는 시각 및/또는 청각에 의한 고지 정보가, 표시 장치(82)에 의해 차량의 탑승자에게 공표된다.

단계 900에 있어서는, 잠정의 궤적 제어가 종료시켜지고, 궤적 제어가 통상의 궤적 제어로 복귀한다.

단계 950에 있어서는, 단계 800의 경우와 동일하게, 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료시켜지고, 이에 따라 차속의 저하가 종료된다.

<통상의 궤적 제어 루틴>

도 3에 나타내어진 통상의 궤적 제어 루틴의 단계 310에 있어서는, CCD 카메라(78)에 의해 촬영된 차량의 전방의 화상 정보의 해석 등에 의해, 차량이 향후 주행하는 주행로가 설정됨과 함께, 당해 주행로를 따른 통상의 목표 궤적이 설정된다. 또한, 차량의 목표 궤적의 설정은, 화상 정보의 해석과 도면에는 나타내어져 있지 않은 네비게이션 장치로부터의 정보와의 조합에 의거하여 행해져도 된다.

단계 320에 있어서는, 통상의 목표 궤적의 곡률(R)(반경의 역수), 목표 궤적에 대한 차량의 횡방향의 편차(Y) 및 요각의 편차(φ)가 연산된다. 또한, 목표 궤적의 곡률(R) 등은, 차량을 통상의 목표 궤적을 따라 주행시키는 궤적 제어를 행하기 위해 필요한 파라미터이지만, 그들의 연산 요령은 본 발명의 요지를 이루는 것이 아니므로, 이들 파라미터는 임의의 요령으로 연산되어도 된다. 이것은, 후술의 잠정의 목표 궤적의 곡률(R) 등에 대해서도 동일하다.

단계 330에 있어서는, 상기 궤적 제어의 파라미터에 의거하여 차량을 통상의 목표 궤적을 따라 주행시키기 위해 필요한 차량의 목표 상태량으로서 목표 횡가속도(Gyt)가 연산된다. 또한, 목표 횡가속도(Gyt)는 상기 궤적 제어용 파라미터의 함수에 의해 연산되어도 되고, 또, 상기 궤적 제어용 파라미터와 목표 횡가속도(Gyt)의 관계를 나타내는 맵이 설정되며, 상기 궤적 제어용 파라미터에 의거하여 맵에서 목표 횡가속도(Gyt)가 연산되어도 된다. 이것은, 후술의 잠정의 목표 궤적의 곡률(R) 등에 의거하는 차량의 목표 횡가속도(Gyt)에 대해서도 동일하다.

단계 340에 있어서는, 차량의 목표 횡가속도(Gyt)에 의거하여 도 6에 나타내어진 맵에서 통상의 궤적 제어를 위한 전륜의 기본 목표 타각(δlkafb)이 연산된다.

단계 350에 있어서는, 차량의 목표 횡가속도(Gyt)에 의거하여 도 7에 나타내어진 맵에서 통상의 궤적 제어를 위한 후륜의 기본 목표 타각(δlkarb)이 연산된다.

단계 360에 있어서는, 차속(V)에 의거하여 도 8 및 도 9에 나타내어진 맵에서 각각 전륜의 목표 타각(δlkaf)을 위한 정상 게인(Ksf) 및 미분 게인(Kdf)이 연산된다. 또, 차속(V)에 의거하여 도 10 및 도 11에 나타내어진 맵에서 각각 후륜의 목표 타각(δlkar)을 위한 정상 게인(Ksr) 및 미분 게인(Kdr)이 연산된다.

도 8에 나타내어져 있는 바와 같이, 전륜의 목표 타각(δlkaf)을 위한 정상 게인(Ksf)은, 차속(V)이 낮을수록 커지도록 연산된다. 또, 도 10에 나타내어져 있는 바와 같이, 후륜의 목표 타각(δlkar)을 위한 정상 게인(Ksr)은, 중·고속역(域)에 있어서는 차속(V)이 낮을수록 전륜에 대한 동상(同相) 정도가 낮아지도록 연산되고, 저속역(域)에 있어서는 차속(V)이 낮을수록 전륜에 대한 역상(逆相) 정도가 높아지도록 연산된다. 따라서, 통상의 궤적 제어에 있어서의 목표 횡가속도(Gyt)에 대한 전륜 및 후륜의 타각의 게인은, 차속(V)이 낮을수록 차량의 선회를 촉진하는 측으로 높아지도록, 차속(V)에 따라 가변 설정된다.

단계 370에 있어서는, 전륜의 기본 목표 타각(δlkafb)의 시간 미분값(δlkafbd)이 연산됨과 함께, 하기의 식 (1)을 따라 전륜의 목표 타각(δlkaf)이 연산된다.

δlkaf = Ksfδlkafb + Kdfδlkafbd … (1)

단계 380에 있어서는, 후륜의 기본 목표 타각(δlkarb)의 시간 미분값(δlkarbd)이 연산됨과 함께, 하기의 식 (2)에 따라 후륜의 목표 타각(δlkar)이 연산된다.

δlkar = Ksrδlkarb + Kdrδlkarbd … (2)

단계 390에 있어서는, 좌우의 전륜(18FL 및 18FR)의 타각(δf)이 목표 타각(δlkaf)이 되도록, 타각 가변 장치(14)가 제어된다. 또, 좌우의 후륜(18RL 및 18RR)의 타각(δr)이 목표 타각(δlkar)이 되도록, 후륜 조타 장치(42)가 제어된다.

<잠정의 궤적 제어 루틴>

도 4에 나타내어진 잠정의 궤적 제어 루틴의 단계 505에 있어서는, 단계 100에 있어서 부정 판별이 이루어지기 직전에 설정된 주행로에 의거하여 잠정의 목표 궤적이 설정되어 있는지의 여부의 판별이 행해진다. 그리고, 긍정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 520으로 진행하고, 부정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 510으로 진행한다.

단계 510에 있어서는, 단계 100에 있어서 부정 판별이 이루어지기 직전에 설정된 주행로에 의거하여 잠정의 목표 궤적이 설정된다. 또, 잠정의 목표 궤적은, 단계 100에 있어서 부정 판별이 이루어지기 직전에 설정된 통상의 목표 궤적에 의거하여 설정되어도 된다.

단계 515에 있어서는, 상술의 단계 360의 경우와 동일한 요령으로, 그때의 차속(V)(「기준 차속」이라고 함)에 의거하여 전륜의 목표 타각(δlkaf)을 위한 정상 게인(Ksf) 및 미분 게인(Kdf)이 연산된다. 또, 차속(V)에 의거하여 후륜의 목표 타각(δlkar)을 위한 정상 게인(Ksr) 및 미분 게인(Kdr)이 연산된다.

단계 520 내지 550 및 단계 570 내지 590은, 목표 궤적이 통상의 목표 궤적이 아니고 잠정의 목표 궤적인 점을 제외하고, 각각 상술의 단계 320 내지 350 및 단계 370 내지 390과 동일하게 실행된다.

<차량의 감속 제어 루틴>

도 5에 나타내어진 차량의 감속 제어 루틴의 단계 610에 있어서는, 잠정의 목표 궤적에 있어서의 차량의 목표 감속도(Gxbt)가 이미 설정되어 있는지의 여부의 판별이 행해진다. 그리고, 긍정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 65로 진행하고, 부정 판별이 행해졌을 때에는 제어는 단계 620으로 진행한다.

단계 620에 있어서는, 잠정의 목표 궤적의 전체 길이(Lp)가 추정된다. 그리고, 그때의 차속, 즉, 잠정의 궤적 제어 개시 시의 차속인 기준 차속을 Vp로 하여, 전체 길이(Lp)를 기준 차속(Vp)으로 나눔으로써, 차량이 잠정의 목표 궤적을 전체 길이에 걸쳐 주행하는데에 필요한 시간인 잠정의 주행 시간(Tp)이 연산된다.

단계 630에 있어서는, 잠정의 주행 시간(Tp) 및 차속(V)에 의거하여 도 12에 나타내어진 맵에서 잠정의 궤적 제어에 있어서의 차량의 목표 감속도(Gxbt)가 연산된다. 도 12에 나타내어져 있는 바와 같이, 목표 감속도(Gxbt)는, 잠정의 주행 시간(Tp)이 짧을수록 높고, 차속(V)이 높을수록 낮아지도록 연산된다.

단계 640에 있어서는, 차량의 감속도를 목표 감속도(Gxbt)로 하기 위한 차량전체의 목표 제동력(Fbtotal)이 연산된다. 또, 목표 제동력(Fbtotal) 및 제동력의 전후륜 배분비(比)에 의거하여 좌우 전륜 및 좌우 후륜의 목표 제동력(Fbtfl, Fbtfr, Fbtrl, Fbtrr)이 연산된다.

단계 650에 있어서는, 차량의 구동력이 0이 되도록, 도면에는 나타내어져 있지 않은 엔진의 출력을 0으로 제어하는 지령 신호가 도면에는 나타내어져 있지 않은 엔진 제어 장치로 출력된다.

단계 660에 있어서는, 좌우 전륜 및 좌우 후륜의 제동력이 각각 대응하는 목표 제동력(Fbtfl, Fbtfr, Fbtrl, Fbtrr)이 되도록, 제어 장치(60)가 제어되고, 이에 따라 차량의 감속도가 목표 감속도(Gxbt)가 되도록 차속이 저하된다.

또한, 도면에는 나타내어져 있지 않지만, 잠정의 궤적 제어의 개시 시에는 차량의 감속도가 목표 감속도(Gxbt)까지 점차 증대되고, 이에 따라 차속의 저하 정도가 점차 증대된다. 이 경우, 목표 감속도(Gxbt)의 증대율은, 기준 차속(Vp)이 높을수록 낮아지도록, 기준 차속(Vp)에 따라 가변 설정되는 것이 바람직하다.

다음으로, 차량의 여러 가지의 주행 상황에 대하여, 상술의 실시형태에 있어서의 주행 제어를 상세하게 설명한다.

<A. 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 있는 경우>

단계 100에 있어서 긍정 판별이 행해지고, 단계 150에 있어서 부정 판별이 행해진다. 그리고, 단계 300에 있어서 도 3에 나타내어진 플로우 차트에 따라 통상의 궤적 제어가 실행된다. 즉, 차량이 통상의 목표 궤적을 따라 주행하도록 전후륜의 타각이 제어된다.

이 경우, 단계 600에 의한 차량의 감속 제어는 행해지지 않으므로, 안티스키드(anti-skid) 제어나 차량의 주행 운동의 제어 등에 의한 경우를 제외하고, 차속은 운전자의 가감속 조작에 의거하여 제어된다. 또, 단계 200이 실행되므로, 표시 장치(82)에는 통상의 궤적 제어가 실행되어 있는 것을 나타내는 표시가 표시된다.

<Ｂ. 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 된 경우>

단계 100 및 305에 있어서 각각 부정 판별이 행해진다. 그리고, 단계 500에 있어서 도 4에 나타내어진 플로우 차트에 따라 잠정의 궤적 제어가 실행된다. 즉, 차량이 잠정의 목표 궤적에 따라 주행하도록 전후륜의 타각이 제어된다.

이 경우, 단계 600에 의한 차량의 감속 제어가 행해지므로, 운전자에 의해 가감속 조작이 행해지지 않는 한, 차량의 감속도가 목표 감속도(Gxbt)가 되도록 제어되고, 이에 따라 차속이 저하된다. 또, 단계 400이 실행되므로, 표시 장치(82)에는 잠정의 궤적 제어가 실행되어 있는 것을 나타내는 표시가 표시된다.

예를 들면, 도 13은 정속 주행에서의 통상의 궤적 제어 중에 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 된 경우에 대하여, 궤적 제어, 감속 제어 및 차속(V)의 변화의 일례를 나타내고 있다. 도 13에 나타내어져 있는 바와 같이, 시점(t1)에 있어서 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 되어, 시점(t4)에 있어서 차량이 잠정의 목표 궤적의 전체 길이에 걸치는 주행을 완료한다고 한다.

시점(t1)에 있어서 궤적 제어가 통상의 궤적 제어로부터 잠정의 궤적 제어로 이행되고, 시점(t4)에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행된다. 잠정의 궤적 제어 및 감속 제어는 시점(t1)으로부터 시점(t4)까지, 엄밀하게는 시점(t4)보다 조금 후의 시점까지 행해지고, 이에 따라 차속(V)은 시점(t1)으로부터 시점(t4)까지 점차 저하된다.

도 14는 잠정의 궤적 제어 중에 감속 제어가 행해지지 않는 주행 제어 장치에 있어서, 정속 주행에서의 통상의 궤적 제어 중에 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 된 경우에 대하여, 궤적 제어, 감속 제어 및 차속(V)의 변화의 일례를 나타내고 있다.

도 14에 나타내어져 있는 바와 같이, 시점(t1)으로부터 시점(t5)까지 잠정의 궤적 제어가 이루어진다고 하면, 시점(t1)으로부터 시점(t5)까지의 사이에도 감속 제어는 행해지지 않으므로, 차속(V)은 변화되지 않는다. 따라서, 차량은 실시형태의 경우보다 빨리 잠정의 목표 궤적의 주행을 완료하므로, 시점(t5)은 실시형태의 경우에 있어서의 잠정의 궤적 제어의 종료 시점(t4)보다 시점(t1)에 가깝다. 따라서, 잠정의 궤적 제어의 계속 시간(Tpa)은 실시형태의 경우보다 짧다.

또한, 도 13 및 도 14에 있어서 해칭이 실시된 영역의 면적은, 잠정의 궤적 제어 중에 차량이 주행하는 거리, 즉, 잠정의 목표 궤적의 전체 길이이다. 따라서, 이들의 면적은 서로 같다.

도 13 및 도 14의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시형태에 의하면, 잠정의 궤적 제어 중에 감속 제어가 행해지지 않는 경우에 비해, 잠정의 궤적 제어의 계속 시간(Tpa)을 길게 할 수 있다. 따라서, 자동 조타 모드에 의한 궤적 제어가 종료되는 것을 운전자에게 인지시키기 위한 시간을 길게 할 수 있음과 함께, 운전자는 여유를 갖고 수동 조타 모드로의 이행에 대비할 수 있다.

또, 차속(V)이 저하되므로, 차속이 저하되지 않는 경우에 비해, 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행될 때에 차량의 주행 거동이 급격하게 변화될 우려를 확실하게 저감할 수 있다. 따라서, 자동 조타 모드에 의한 궤적 제어가 종료될 때에 있어서의 차량의 안정성을 종래에 비해 향상시킬 수 있다.

또, 잠정의 궤적 제어 중에 감속 제어가 행해지는 경우여도, 목표 감속도(Gxbt)가 일정값이면, 잠정의 궤적 제어의 계속 시간(Tpa)은 차속(V)이 높을수록 짧아지고, 또, 잠정의 목표 궤적의 길이가 짧을수록 짧아진다. 그 때문에, 차속(V)이 높고 잠정의 목표 궤적의 길이가 짧은 상황에 있어서는, 계속 시간(Tpa)을 충분히 길게 할 수 없다. 반대로, 차속(V)이 낮고 잠정의 목표 궤적의 길이가 긴 상황에 있어서는, 계속 시간(Tpa)이 과잉으로 길어진다.

실시형태에 의하면, 단계 620에 있어서 잠정의 목표 궤적의 전체 길이(Lp)가 추정되고, 그때의 차속을 기준 차속(Vp)으로 하여, 전체 길이(Lp)를 기준 차속(Vp)으로 나눔으로써, 차량이 잠정의 목표 궤적을 전체 길이에 걸쳐 주행하는데에 필요한 시간, 즉, 잠정의 주행 시간(Tp)이 연산된다. 그리고, 단계 630에 있어서, 잠정의 주행 시간(Tp)이 짧을수록 차량의 목표 감속도(Gxbt)가 높아지도록, 잠정의 주행 시간(Tp) 및 차속(V)에 의거하여 도 12에 나타내어진 맵에서 목표 감속도(Gxbt)가 연산된다.

따라서, 차속(V)이 높은 상황이나 잠정의 목표 궤적의 길이가 짧은 상황에 있어서, 계속 시간(Tpa)을 충분히 길게 할 수 있고, 반대로, 차속(V)이 낮은 상황이나 잠정의 목표 궤적의 길이가 긴 상황에 있어서, 계속 시간(Tpa)가 과잉으로 길어지는 것을 방지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 차속(V)이나 잠정의 목표 궤적의 길이의 여하에 관계없이, 계속 시간(Tpa)을 적정하게 길게 할 수 있다.

또, 도 3과 도 4의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 게인(Ksf, Kdf, Ksr 및 Kdr)은, 잠정의 궤적 제어가 개시될 때의 차속(V), 즉, 기준 차속(Vp)에 의거하여 연산되고, 그 후 차속이 변화되어도 갱신되지 않는다. 따라서, 잠정의 궤적 제어 중에 행해지는 감속 제어에 의해 차속이 점차 저하되어도, 전륜의 목표 타각(δlkaf)을 위한 정상 게인(Ksf)은 커지지 않고, 또, 후륜의 목표 타각(δlkar)을 위한 정상 게인(Ksr)의 역상 정도도 높아지지 않는다.

따라서, 감속 제어에 의한 차속의 저하에 수반하여 잠정의 궤적 제어에 있어서의 목표 횡가속도(Gyt)에 대한 전륜 및 후륜의 타각의 게인이 차량의 선회를 촉진하는 측으로 과잉으로 높아지는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 잠정의 궤적 제어 중에도 게인(Ksf, Kdf, Ksr 및 Kdr)이 차속(V)에 따라 가변 설정되는 경우에 비해, 목표 횡가속도(Gyt)에 대한 전륜 및 후륜의 타각의 게인이 과잉으로 높아지는 것에 기인하여 차량의 주행 거동이 악화될 우려를 확실하게 저감할 수 있다.

또, 잠정의 궤적 제어 중에 행해지는 감속 제어에 의해 차량이 자동적으로 감속되면, 차량의 탑승자가 위화감을 느끼는 경우가 있다. 그리고, 위화감은 차속(V)이 높고 감속도가 높을수록 현저해진다.

실시형태에 의하면, 차량의 목표 감속도(Gxbt)는, 단계 630에 있어서, 차속(V)이 높을수록 낮아지도록 연산된다. 따라서, 차속(V)이 고려되지 않고 차량의 목표 감속도(Gxbt)가 잠정의 주행 시간(Tp)에만 의거하여 연산되는 경우에 비해, 차속(V)이 높은 상황에서 잠정의 궤적 제어가 개시되는 경우에 차량의 감속에 기인하여 탑승자가 느끼는 위화감을 저감할 수 있다.

또, 실시형태에 의하면, 감속 제어에 의한 차량의 감속의 개시 시에는, 차량의 감속도는 점차 목표 감속도(Gxbt)가 되도록 증대되고, 감속 제어에 의한 차량의 감속의 종료 시에는, 차량의 감속도는 점차 저하되어 0이 되도록 저감된다. 따라서, 감속 제어의 개시 시에 차량의 감속도가 즉석에서 목표 감속도(Gxbt)가 되도록 제어되는 경우에 비해, 잠정의 궤적 제어가 개시될 때에 차량이 감속되는 것에 기인하여 탑승자가 느끼는 위화감을 저감할 수 있다. 또, 감속 제어의 종료 시에 차량의 감속도가 즉석에서 0이 되도록 제어되는 경우에 비해, 잠정의 궤적 제어가 종료될 때에 차량의 감속이 급격하게 해제되는 것에 기인하여 탑승자가 느끼는 위화감을 저감할 수 있다.

특히, 기준 차속(Vp)이 높을수록 낮아지도록, 목표 감속도(Gxbt)의 증대율이 기준 차속(Vp)에 따라 가변 설정되는 경우에는, 목표 감속도(Gxbt)의 증대율이 기준 차속(Vp)에 관계없이 일정한 경우에 비해, 탑승자가 느끼는 위화감을 한층 효과적으로 저감할 수 있다.

<C. 잠정의 궤적 제어 중에 종료 조건이 성립된 경우>

<C1. 종료 조건이 잠정의 궤적 제어의 완료인 경우>

이 경우에는, 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점까지 주행한 경우이고, 단계 100에 있어서 부정 판별이 행해지며, 단계 305에 있어서 긍정 판별이 행해진다. 그리고, 단계 750에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행되고, 단계 800에 있어서 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료됨으로써 차속의 저하가 종료된다.

또한, 도 13에 나타내어진 차량의 주행 상황에 있어서, 단계 100에 있어서 부정 판별이 행해지고, 단계 305에 있어서 긍정 판별이 이루어지는 것은, 시점(t4)이다.

<C2. 종료 조건이 운전자의 운전 조작인 경우>

이 경우에는, 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점까지 주행하기 전에, 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 적어도 어느 하나가 행해진 경우이고, 이 경우에도, 단계 100에 있어서 부정 판별이 행해지며, 단계 305에 있어서 긍정 판별이 행해진다. 그리고, 단계 750에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행되고, 단계 800에 있어서 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료됨으로써 차속의 저하가 종료된다.

예를 들면, 도 15에 나타내어져 있는 바와 같이, 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점까지 주행하는 시점(t4)보다 앞의 시점(t2)에 있어서, 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행됨과 함께, 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료된다.

따라서, 잠정의 궤적 제어 중에 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 어느 하나가 행해진 경우에는, 그 단계에서 잠정의 궤적 제어를 중지하고, 운전자에 의한 운전 조작에 따라 차량을 주행시키는 상황으로 이행될 수 있다. 바꾸어 말하면, 잠정의 궤적 제어의 계속보다 운전자의 운전 의사를 우선시킬 수 있다.

또한, 상기 C1 및 C2 중 어느 경우에도, 단계 700에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행된다는 취지를 나타내는 고지 정보가 표시 장치(82)에 의해 차량의 탑승자에게 공표된다. 따라서, 탑승자는 잠정의 궤적 제어가 종료되어 조타 모드가 자동 조타 모드로부터 수동 조타 모드로 이행되는 것을 인식할 수 있다.

<D. 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 있게 된 경우>

단계 100 및 150에 있어서 각각 긍정 판별이 행해진다. 그리고, 단계 900에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료시켜지고, 궤적 제어가 통상의 궤적 제어로 복귀한다. 또, 단계 950에 있어서 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료시켜지고, 이에 따라 차속의 저하가 종료된다.

따라서, 잠정의 궤적 제어가 실행되어 있는 상황에 있어서, 차량의 전방의 정보를 정상적으로 취득할 수 있게 된 경우에는, 잠정의 궤적 제어가 불필요하게 계속되는 것을 방지하고, 궤적 제어를 통상의 궤적 제어로 복귀시킬 수 있다.

또한, 이 경우에도, 단계 850에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료되어 궤적 제어가 통상의 궤적 제어로 복귀한다는 취지를 나타내는 고지 정보가 표시 장치(82)에 의해 차량의 탑승자에게 공표된다. 따라서, 탑승자는 잠정의 궤적 제어가 종료되어 궤적 제어가 통상의 궤적 제어로 복귀하는 것을 인식할 수 있다.

이상에 있어서는 본 발명을 특정한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다른 다양한 실시형태가 가능한 것은 당업자에게 있어서 명백할 것이다.

예를 들면, 상술의 실시형태에 있어서는, 목표 감속도(Gxbt)는, 잠정의 주행 시간(Tp)이 짧을수록 높고, 차속(V)이 높을수록 낮아지도록, 도 12에 나타내어진 맵에서 연산된다. 그러나, 목표 감속도(Gxbt)는, 잠정의 주행 시간(Tp)이 짧을수록 높아지도록, 잠정의 주행 시간(Tp)에만 의거하여 연산되도록 수정되어도 된다.

또, 상술의 실시형태에 있어서는, 잠정의 궤적 제어 중에 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 어느 하나가 행해진 경우에는, 그 단계에서 잠정의 궤적 제어가 중지되고, 목표 감속도에 의거하는 차량의 감속 제어가 종료되도록 되어 있다. 그러나, 운전자에 의한 조작이 감속 조작 또는 가속 조작인 경우에는, 그 단계에서 차량의 감속 제어는 중지되지만, 잠정의 궤적 제어는 그 후에도 잠시 동안, 예를 들면, 다른 종료 조건이 성립될 때까지 계속되도록 수정되어도 된다. 도 16은 시점(t3)에 있어서 운전자에 의해 가속 조작이 행해지고, 시점(t3)에 있어서 차량의 감속 제어가 종료되지만, 잠정의 궤적 제어는 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점에 도달하는 시점(t4)까지 계속되는 경우를 나타내고 있다.

또, 상술의 실시형태에 있어서는, 잠정의 궤적 제어가 종료되는 경우에는, 종료의 요인에 관계없이 잠정의 궤적 제어가 종료되는 시점에 있어서 잠정의 궤적 제어가 종료된다는 취지를 나타내는 고지 정보가 표시 장치(82)에 의해 차량의 탑승자에게 공표된다. 그러나, 차량이 잠정의 목표 궤적의 종점에 도달함으로써 잠정의 궤적 제어가 종료되는 경우에는, 잠정의 궤적 제어의 종료에 앞서 잠정의 궤적 제어가 종료된다는 취지를 나타내는 고지 정보가 공표되도록 수정되어도 된다.

또, 상술의 실시형태에 있어서는, 목표 궤적의 곡률(R)(반경의 역수), 목표 궤적에 대한 차량의 횡방향의 편차(Y) 및 요각의 편차(φ)가 연산되고, 이들에 의거하여 전륜 및 후륜의 목표 타각이 연산되며, 전륜 및 후륜의 타각이 목표 타각이 되도록 제어된다. 그러나, 주행 제어는 조타륜을 조타함으로써 차량을 주행로를 따라 주행시킬 수 있으면 되고, 예를 들면 차량이 차선에서 일탈하지 않도록 조타륜의 타각을 제어하는 차선 일탈 방지와 같이 임의의 요령으로 달성되어도 된다.

또, 상술의 실시형태에 있어서는, 목표 궤적의 곡률(R), 목표 궤적에 대한 차량의 횡방향의 편차(Y) 및 요각의 편차(φ)에 의거하여 차량의 목표 상태량으로서 차량의 목표 횡가속도(Gyt)가 연산되고, 목표 횡가속도(Gyt)에 의거하여 전륜 및 후륜의 목표 타각이 연산된다. 그러나, 차량의 목표 상태량은 차량의 목표 요 레이트, 차량의 목표 요 모멘트 또는 차량의 목표 횡력이어도 된다.

또, 상술의 실시형태에 있어서는, 전륜 및 후륜의 타각이 제어되도록 되어 있지만, 후륜의 타각의 제어는 행해지지 않아도 된다. 또, 전륜의 타각은, 타각 가변 장치(14)에 의해 어퍼 스티어링 샤프트(28)에 대하여 상대적으로 로우어 스티어링 샤프트(30)가 회전 구동됨으로써 제어된다. 그러나, 전륜의 타각은, 예를 들면 스티어 바이 와이어(steer by wire)식의 스티어링 장치와 같이, 임의의 구성의 타각 가변 장치에 의해 제어되어도 된다.

Claims (6)

1. 차량의 주위의 정보를 취득하고, 취득한 주위의 정보에 의거하여 차량이 향후 주행하는 주행로를 설정하며, 설정한 주행로를 따라 차량을 주행시키는 주행 제어를 행하고, 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 없게 되었을 때에는, 설정 완료된 주행로를 따라 차량을 주행시키는 잠정의 주행 제어를 실행하면서 차속을 저하시키는 차량의 주행 제어 장치에 있어서, 상기 잠정의 주행 제어를 개시하고나서 차량이 상기 설정 완료된 주행로를 따른 주행을 완료할 때까지의 잠정의 주행 시간을 추정하고, 상기 잠정의 주행 시간이 짧을 때에는 상기 잠정의 주행 시간이 길 때에 비해 목표 감속도가 높아지도록, 상기 잠정의 주행 시간에 따라 목표 감속도를 가변 설정하며, 차량의 감속도가 상기 목표 감속도가 되도록 차량을 감속시키는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 주행 제어 장치는, 상기 잠정의 주행 제어를 개시할 때의 차속을 기준 차속으로 하여, 상기 기준 차속이 높을 때에는 상기 기준 차속이 낮을 때에 비해 상기 목표 감속도가 낮아지도록, 상기 기준 차속에 따라 상기 목표 감속도를 가변 설정하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주행 제어 장치는, 차륜의 타각을 변화시키는 타각 가변 장치를 포함하고, 상기 주행 제어 장치는, 설정한 주행로를 따라 차량을 주행시키기 위한 차량의 목표 상태량을 연산하며, 상기 목표 상태량에 의거하여 차륜의 목표 타각을 연산하고, 차륜의 타각이 상기 목표 타각이 되도록 상기 타각 가변 장치를 제어함으로써 상기 주행 제어 및 상기 잠정의 주행 제어를 행하며, 상기 주행 제어 중에는 상기 목표 상태량에 대한 차륜의 목표 타각의 게인을 차속에 따라 가변 설정하지만, 상기 잠정의 주행 제어 중에는 상기 게인을 차속에 따라 가변 설정하지 않는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주행 제어 장치는, 차량이 상기 설정 완료된 주행로를 따른 주행을 완료할 때에는, 상기 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속을 종료시키는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주행 제어 장치는, 상기 잠정의 주행 제어의 실행 중에 운전자에 의해 조타 조작, 감속 조작, 가속 조작 중 어느 하나가 행해졌을 때에는, 상기 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속을 종료시키는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주행 제어 장치는, 상기 잠정의 주행 제어 중에 차량의 주위의 정보를 정상적으로 취득할 수 있게 되었을 때에는, 상기 잠정의 주행 제어 및 차량의 감속을 종료시켜 상기 주행 제어를 재개하는 것을 특징으로 하는 차량의 주행 제어 장치.
   

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