车辆的行驶控制装置的制作方法

本发明涉及一种识别行驶环境并检测本车辆的行驶信息而进行自动驾驶的车辆的行驶控制装置。

背景技术：

近年来，在车辆中，为了使驾驶员的驾驶能够更舒适且安全地进行，开发了利用自动驾驶技术的各种各样的系统。在这种自动驾驶的系统中，具备如下超控(override)功能，即，在执行自动驾驶控制的过程中，在驾驶员进行了规定的驾驶操作(转向操作、对加速器踏板或制动器踏板的操作)的情况下，优先考虑驾驶者的意愿而使自动驾驶控制休止，切换为由驾驶员进行的手动驾驶。

例如，专利文献1中公开了如下技术，即，在实施避免脱离车道的校正转向的自动驾驶中，对转向角、转向角速度进行检测而判定驾驶员对转向的介入并切换驾驶状态。

专利文献1：日本特开2003-81115号公报

但是，在专利文献1所公开的技术中，在自动驾驶中判定出驾驶员的介入时，毫无疑义地将自动驾驶解除而切换为由驾驶员进行的手动驾驶。

然而，根据驾驶员的意识状态的不同，有时针对驾驶员对转向的介入而毫无疑义地将自动驾驶解除在安全方面未必是优选的。

另一方面，在驾驶员产生意识障碍时，存在因驾驶员倒向方向盘等而阻碍基于自动驾驶的转向的问题。

技术实现要素：

本发明就是鉴于上述情形而提出的，其目的在于提供一种车辆的行驶控制装置，即使在驾驶员产生意识障碍的情况下也能够避免驾驶员对方向盘的干扰，从而能够进行适当的自动驾驶。

本发明的一个方式所涉及的车辆的行驶控制装置对本车辆行驶的行驶环境信息和本车辆的行驶信息进行检测，基于所述行驶环境信息和所述行驶信息而执行自动驾驶，其中，所述车辆的行驶控制装置具备：异常判定单元，其判定驾驶员有无意识障碍；以及安全带控制单元，其在所述异常判定单元中判定为驾驶员出现意识障碍时，使驾驶席的安全带进行牵引动作。

发明的效果

根据本发明的车辆的行驶控制装置，即使在驾驶员产生意识障碍的情况下也能够避免驾驶员对方向盘的干扰，从而能够进行适当的自动驾驶。

附图说明

图1是车辆的转向系统的概略结构图。

图2是表示自动驾驶的执行·解除判定流程的流程图。

图3是表示意识障碍判定流程的流程图。

图4是表示安全带卷绕控制流程的流程图。

图5是表示自动驾驶的目标路线的一个例子的说明图。

图6是表示针对目标路线而驾驶员进行了预想的转向介入时的本车辆的行驶轨迹的一个例子的说明图。

图7是表示针对目标路线而驾驶员进行了预想外的转向介入时的本车辆的行驶轨迹的一个例子的说明图。

图8是举例示出自动驾驶中的目标转向扭矩和由驾驶员实现的转向扭矩的说明图。

图9是示意性地举例示出正常时的驾驶员的就座姿态和安全带的说明图。

图10是示意性地举例示出意识障碍时的驾驶员的就座姿态和安全带的说明图。

图11是示意性地举例示出利用安全带对意识障碍时的驾驶员进行姿态固定的状态的说明图。

标号的说明

1…电动动力转向装置

2…转向轴

3…转向柱

4…方向盘

5…小齿轮轴

6…转向齿轮箱

7…齿条轴

8…转向横拉杆

9…前转向节

10l、10r…左右轮

11…辅助传递机构

12…电动机

20…转向控制部(自动驾驶解除判定单元、异常判定单元、自动驾驶解除禁止单元〕

21…电机驱动部

22…安全带控制部(安全带控制单元)

31…前方环境识别装置

31…前方识别装置

31…前方环境识别装置

32…导航系统

33…传感器·开关

34…通报装置

35…安全带收缩器

36…安全带

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的方式进行说明。附图涉及本发明的一个实施方式，图1是车辆的转向系统的概略结构图，图2是表示自动驾驶的执行·解除判定流程的流程图，图3是表示意识障碍判定子流程的流程图，图4是表示安全带卷绕控制流程的流程图，图5是表示自动驾驶的目标路线的一个例子的说明图，图6是表示针对目标路线而驾驶员进行了预想的转向介入时的本车辆的行驶轨迹的一个例子的说明图，图7是表示针对目标路线而驾驶员进行了预想外的转向介入时的本车辆的行驶轨迹的一个例子的说明图，图8是举例示出自动驾驶中的目标转向扭矩和由驾驶员实现的转向扭矩的说明图，图9是示意性地举例示出正常时的驾驶员的就座姿态和安全带的说明图，图10是示意性地表示意识障碍时的驾驶员的就座姿态和安全带的说明图，图11是示意性地举例示出利用安全带对意识障碍时的驾驶员进行姿态固定的状态的说明图。

在图1中，标号1表示相对于驾驶员的输入独立且自由地设定转向角的电动动力转向装置，该电动动力转向装置1的转向轴2经由转向柱3而自由转动地支撑于未图示的车身框架，其一端向驾驶席侧伸出，另一端向发动机舱侧伸出。在转向轴2的驾驶席侧端部固定设置有方向盘4，另外，在向发动机舱侧伸出的端部连接设置有小齿轮轴5。

在发动机舱配置有在车宽方向上伸出的转向齿轮箱6，齿条轴7以自由往返移动的方式插入支撑于该转向齿轮箱6。形成于小齿轮轴5的小齿轮与形成于上述齿条轴7的齿条(未图示)啮合，由此构成齿轮齿条副式的转向齿轮机构。

另外，齿条轴7的左右两端从转向齿轮箱6的端部分别凸出，在其端部经由转向横拉杆8而连接设置有前转向节9。该前转向节9将作为转向轮的左右轮10l、10r支撑为自由转动，并且以自由转向的方式支撑于车身框架。因此，如果对方向盘4进行操作而使转向轴2、小齿轮轴5旋转，则齿条轴7因该小齿轮轴5的旋转而在左右方向上移动，通过其移动而使得前转向节9以转向节主销轴(未图示)为中心而转动，使左右轮10l、10r在左右方向上转向。

另外，电动动力转向电机(电动机)12经由辅助传递机构11而与小齿轮轴5连接设置，利用该电动机12而进行施加于方向盘4的转向扭矩的辅助、以及设定的目标控制量的附加。从后述的转向控制部20将作为控制输出值的电动动力转向电机电流值输出至电机驱动部21，由此利用电机驱动部21对电动机12进行驱动。

转向控制部20作为未图示的行驶控制装置的一部分，或者与行驶控制装置连接，设定车辆行驶的目标路线(例如，车道中央)，针对该目标路线而进行众所周知的前馈控制、反馈控制等控制，沿着设定的目标路线对车辆进行行驶控制。

因此，在转向控制部20连接有：前方环境识别装置31，其识别车辆的前方环境并获取前方环境信息；导航系统32，其对本车位置信息(纬度·经度、移动方向等)进行检测并在地图信息上进行本车辆位置的显示、以及直至目的地为止的路径引导；传感器·开关33，其对车速v、转向角θh、转向扭矩th等进行检测，另外，将自动驾驶所涉及的各种设定(自动驾驶的on-off、速度的设定、在前车追随控制的设定(追随速度、追随开始、追随停止的on-off等)加减速度的上下限值、其他功能的限制等)、制动器踏板的on-off、加速器踏板的on-off等输入；以及液晶显示器、语音扬声器等通报装置34，其对来自前方识别装置31、导航系统32的信息、自动驾驶所涉及的信息进行通报。并且，在转向控制部20连接有用于对驾驶席的安全带收缩器35进行控制的安全带控制部22。这里，在本实施方式的安全带收缩器35内置有未图示的电动机，该安全带收缩器35根据来自安全带控制部22的控制信号而对电动机进行驱动，由此能够对安全带36进行卷绕。

前方环境识别装置31例如构成为具有：1组照相机，它们在车室内的顶棚前方隔开恒定间隔而安装，从不同的视角对车外的对象进行立体拍摄；以及立体图像处理装置，其对来自上述照相机的图像数据进行处理。

前方环境识别装置31的立体图像处理装置的对来自照相机的图像数据的处理例如以下面的方式进行。首先，针对利用照相机拍摄的本车辆的行进方向上的1组立体图像对，根据相对应的错位量而求出距离信息，生成距离图像。

在白线等车道划分线的数据的识别中，基于白线与道路路面相比为高亮度的认识而评价道路的宽度方向上的亮度变化，在图像平面上确定图像平面中的左右的车道划分线的位置。该车道划分线在实际空间上的位置(x，y，z)，基于图像平面上的位置(i，j)和关于该位置而计算出的视差、即基于距离信息并通过众所周知的坐标变换式而进行计算。以本车辆的位置为基准而设定的实际空间的坐标系，在本实施方式中，以照相机的中央正下方的道路路面为原点，将车宽方向设为x轴，将车高方向设为y轴，将车长方向(距离方向)设为z轴。此时，在道路平坦的情况下，x-z平面(y＝0)与道路路面一致。将道路上的本车辆的行驶车道分割为距离方向上的多个区间，以规定方式近似地将各区间的左右的车道划分线连结，由此实现了道路模型。

另外，前方环境识别装置31以三维的表示距离分布的距离图像的数据为基础，与众所周知的分组处理、预先存储的三维的道路形状数据、立体物数据等进行比较，由此提取出沿着道路而存在的护轨、路缘石、中央隔离带等的侧壁数据、车辆等的立体物数据。在立体物数据中，求出距立体物的距离、该距离随时间的变化(相对于本车辆的相对速度)，特别是将在本车行驶路上存在的最近、且在与本车辆大致相同的方向上以规定的速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的车辆作为在前车而提取出。此外，将在前车中的速度大致为0km/h的车辆识别为停止的在前车。

另外，导航系统32是众所周知的系统，例如接收来自gps(globalpositioningsystem)卫星的电波信号而获取车辆的位置信息(纬度、经度)，获取来自传感器·开关33的车速，另外，利用地磁传感器或者陀螺仪传感器等而获取移动方向信息。而且，导航系统32具备：导航ecu，其用于生成用于实现导航功能的路径信息；以及地图数据库，其对地图信息(供应商数据以及指定更新的数据)进行存储(以上均未图示)，从通报装置34将信息输出。

导航ecu利用通报装置34使由利用者指定的直至目的地为止的路径信息以与地图图像重叠的方式显示，并且基于检测出的车辆的位置、速度、行驶方向等信息而对车辆的当前位置以与通报装置34上的地图信息重叠的方式进行显示。另外，地图数据库中对节点数据、设施数据等的构成道路地图所需的信息进行存储。节点数据与构成地图图像的道路的位置及形状相关，例如包含包括道路(车道)的宽度方向中心点、道路的分支点(交叉点)在内的道路上的点(节点)的坐标(纬度、经度)、包含该节点的道路的方向、种类(例如高速道路、干线道路、城市道路之类的信息)、该节点处的道路的类型(直线区间、圆弧区间(圆弧曲线部)、回旋曲线区间(缓和曲线部)以及弯道曲率(或半径)的数据。因此，根据与车辆的当前位置重叠的地图上的位置而确定本车辆的行驶路，以该本车辆的行驶路为目标行进路并根据距本车辆的位置最近的节点的信息而获取道路的弯道曲率(或半径)、道路的方向等行驶路信息。并且，设施数据包含与在各节点的附近存在的设施信息相关的数据，与节点数据(或者存在该节点的链接数据)相关联地被存储。

而且，转向控制部20基于上述各输入信号而对本车辆行驶的行驶环境信息和本车辆的行驶信息进行检测，基于该行驶环境信息和行驶信息而执行自动驾驶的转向控制。即，在自动驾驶变为on时，转向控制部20例如基于车速、转向扭矩、方向盘转角、偏航率、其他车辆信息而对用于使本车辆沿着目标路线行驶的、利用设置于车辆的转向系统的电动机12实现的辅助扭矩进行控制。

在这种自动驾驶所涉及的转向控制时，在通过方向盘4将由驾驶员实现的转向扭矩输入的情况下，转向控制部20对驾驶员输入的转向扭矩|th|和预先设定的超控判定阈值|to|进行比较，进行自动驾驶的解除的判定。

在该情况下，转向控制部20进行驾驶员是否产生昏迷等意识障碍的判定，进行转向扭矩的输入是由驾驶员符合意愿地进行的、还是因昏迷等意识障碍而引起的预想外的转向扭矩的输入的判定。而且，在判定为是预想外的转向扭矩的输入的情况下，禁止自动驾驶的解除(即，不仅禁止自动驾驶的解除本身，在自动驾驶被解除的情况下还恢复为自动驾驶)。

另外，转向控制部20在判定出驾驶员的意识障碍的情况下为了防止倒向方向盘4等的驾驶员阻碍自动驾驶(转向控制)，通过安全带控制部22使安全带收缩器35工作，利用通过安全带36的牵引而以从方向盘4离开的方式对驾驶员进行姿态固定。

这样，在本实施方式中，转向控制部20实现作为自动驾驶解除判定单元、异常判定单元以及自动驾驶解除禁止单元的各功能。另外，安全带控制部22实现作为安全带控制单元的功能。

下面，关于在转向控制部20中执行的自动驾驶的执行·解除判定，根据图2所示的自动驾驶执行·解除判定流程的流程图进行说明。该流程在通过传感器·开关33而将自动驾驶设为on的期间内每隔设定时间而反复执行，如果流程开始，则转向控制部20首先在步骤s101中调查禁止自动驾驶的解除的标志f2是否被设定为“1”。

而且，在步骤s101中，在判定为解除禁止标志f2被设定为“1”的情况下，转向控制部20进入步骤s109。

另一方面，在步骤s101中，在判定为解除禁止标志f2未被设定为“1”的情况下，转向控制部20进入步骤s102。

如果从步骤s101进入步骤s102，则转向控制部20调查表示解除了自动驾驶的解除标志f1是否被设定为“1”。

而且，在步骤s102中，在判定为解除标志f1被设定为“1”的情况下，转向控制部20进入步骤s106。

另一方面，在步骤s102中，在判定为解除标志f1未被设定为“1”的情况下，转向控制部20进入步骤s103。

如果从步骤s102进入步骤s103，则转向控制部20调查在传感器·开关33中检测出的驾驶员的转向扭矩的绝对值|th|是否大于或等于预先设定的转向输入判定值(参照图8)的绝对值|to|。

而且，在步骤s103中，在判定为转向扭矩的绝对值|th|小于转向输入判定值的绝对值|to|的情况下，转向控制部20直接跳出流程。

另一方面，在步骤s103中，在判定为转向扭矩的绝对值|th|大于或等于转向输入判定值的绝对值|to|的情况下(例如，参照图8中的点划线以及双点划线)，转向控制部20进入步骤s104。

如果从步骤s103进入步骤s104，则转向控制部20将针对自动驾驶的解除标志f1设定为“1”，在接下来的步骤s105中将自动驾驶解除，然后进入步骤s106。

如果从步骤s102或步骤s105进入步骤s106，则转向控制部20进行驾驶员是否产生了昏迷等意识障碍的判定。该意识障碍判定例如根据图3所示的意识障碍判定子流程的流程图而执行，如果子流程开始，则转向控制部20首先在步骤s201中基于来自安全带控制部22的输入信息而调查驾驶席的安全带的带送出量l是否大于或等于预先设定的阈值lth。这里，阈值lth例如表示在驾驶员产生昏迷等意识障碍而倒向方向盘4的情况下等能够想到的送出量，预先基于实验、模拟等而设定。

而且，在步骤s201中，在判定为驾驶席的安全带的带送出量l小于阈值lth的情况下，转向控制部20进入步骤s203。

另一方面，在步骤s201中，在判定为驾驶席的安全带的带送出量l大于或等于阈值lth的情况下，转向控制部20进入步骤s202，调查在传感器·开关33中是否检测出自动驾驶的自动转向的转向方向的相反方向上的转向扭矩th。

而且，在步骤s202中，在判定为产生了自动转向的转向方向的相反方向上的转向扭矩th的情况下，转向控制部20进入步骤s205，在判定为驾驶员产生了昏迷等意识障碍之后跳出子流程。

即，例如在驾驶员因昏迷等意识障碍而倒向方向盘4的情况下，基于自动转向的方向盘4的转动动作被驾驶员妨碍，因此在基于自动转向的转向方向的相反方向上检测出表观上的转向扭矩th。因此，在驾驶席的安全带的带送出量l大于或等于阈值lth、且在基于自动转向的转向方向的相反方向上检测出转向扭矩th的情况下，转向控制部20判定为驾驶员产生了昏迷等意识障碍。

另一方面，在步骤s202中，在判定为在自动转向的转向方向的相反方向上未产生转向扭矩th的情况下，转向控制部20进入步骤s203，调查在传感器·开关33中检测出的驾驶员的转向角速度(转向角θh的微分值)的绝对值|ω|是否大于或等于预先设定的转向输入判定值的绝对值|ωth|。这里，转向输入判定值的绝对值|ωth|例如基于在因昏迷等意识障碍使得驾驶员的身体僵硬的情况下能够以与正常的转向明显不同的急剧的角速度进行转向输入的认识而设定，预先基于实验、模拟等而设定。

而且，在步骤s203中，在判定为驾驶员的转向角速度的绝对值|ω|小于转向输入判定值的绝对值|ωth|的情况下，转向控制部20进入步骤s206，在判定为驾驶员未产生昏迷等意识障碍之后跳出子流程。

另一方面，在步骤s203中，在判定为驾驶员的转向角速度的绝对值|ω|大于或等于转向输入判定值的绝对值|ωth|的情况下，转向控制部20进入步骤s204，调查是否由驾驶员在同一转向方向上进行了大于或等于设定时间的转向输入。

而且，在步骤s204中，在判定为由驾驶员在同一转向方向上进行了大于或等于设定时间的转向输入的情况下，转向控制部20进入步骤s205，在判定为驾驶员产生了昏迷等意识障碍之后跳出子流程。

即，例如假定在驾驶员的身体因昏迷等意识障碍而僵硬的情况下，对方向盘4进行急剧的角速度的转向输入、且该转向状态因驾驶员的僵硬而被保持。因此，在进行转向角速度的绝对值|ω|大于或等于预先设定的转向输入判定值的绝对值|ωth|的转向、且将该转向保持大于或等于设定时间的情况下，转向控制部20判定为驾驶员出现了昏迷等意识障碍。

另一方面，在步骤s204中，在判定为未由驾驶员在同一转向方向上进行大于或等于设定时间的转向输入的情况下，转向控制部20进入步骤s206，在判定为驾驶员未产生昏迷等意识障碍之后跳出子流程。

在图2的主流程中，如果从步骤s106进入步骤s107，则转向控制部20调查上述步骤s106的处理的判定结果。

而且，在步骤s106中判定为驾驶员未出现意识障碍的情况下，转向控制部20从步骤s107直接跳出流程。

另一方面，在步骤s106中判定为驾驶员出现意识障碍的情况下，转向控制部20从步骤s107进入步骤s108，在将解除禁止标志f2设定为“1”之后进入步骤s109。

而且，如果从步骤s101或步骤s108进入步骤s109，则转向控制部20在执行因自动驾驶的恢复引起的向路肩等的退避行驶之后跳出流程。

下面，关于在安全带控制部22中执行的安全带的卷绕控制，根据图4所示的安全带卷绕控制流程的流程图进行说明。该流程每隔设定时间而反复执行，如果流程开始，则安全带控制部22首先在步骤s301中调查当前是否处于刚由驾驶员佩戴安全带36之后。

而且，在步骤s301中，在判定为并非刚佩戴安全带36之后的情况下，安全带控制部22进入步骤s303。

另一方面，在步骤s301中，在判定为刚佩戴安全带36之后的情况下，安全带控制部22进入步骤s302。

而且，如果从步骤s301进入步骤s302，则安全带控制部22在对当前从安全带收缩器35导出的安全带36的导出量(参照图9)进行存储之后进入步骤s303。

如果从步骤s301或步骤s302进入步骤s303，则安全带控制部22例如基于转向控制部20的上述步骤s106的判定结果而调查驾驶员是否产生了昏迷等意识障碍。

而且，在步骤s303中，在判定为驾驶员未产生意识障碍的情况下，安全带控制部22直接跳出流程。

另一方面，在步骤s303中，在判定为驾驶员产生了意识障碍的情况下，安全带控制部22进入步骤s304。

如果从步骤s303进入步骤s304，则安全带控制部22使安全带收缩器35的电动机工作，将安全带36卷绕至小于或等于步骤s302中存储的导出量，在将驾驶员约束于未图示的椅背之后跳出流程。

根据这种实施方式，在自动驾驶的执行过程中，对由驾驶员进行的转向输入|th|和预先设定的转向输入判定值|to|进行比较而进行自动驾驶的解除的判定，并且判定伴随着驾驶员的意识障碍的异常的转向输入，在判定为出现伴随着驾驶员的意识障碍的异常的转向输入时，禁止自动驾驶的解除，由此对于驾驶员的转向输入而能够适当地进行自动驾驶的执行或解除。

即，在进行用于使本车辆沿着目标路线行驶的自动转向的情况下(例如，参照图5、图8中的虚线)，在由未判定出意识障碍的驾驶员进行了规定的转向输入的情况下进行自动驾驶的解除，由此能够实现尊重驾驶员的意愿的行驶(例如，参照图6、图8中的点划线)。另一方面，在判定出驾驶员的意识障碍的情况下，判定为该转向输入并不符合驾驶员的意愿而禁止自动驾驶的解除，由此能够可靠地防止因产生了意识障碍的驾驶员的预想外的转向输入而引起的脱离车道等(例如，参照图7、图8中的双点划线)。

在该情况下，在转向控制部20中判定为驾驶员出现意识障碍时，安全带控制部22通过安全带收缩器35对驾驶席的安全带36进行牵引而将驾驶员约束于椅背，即使在驾驶员产生了意识障碍的情况下也能够避免驾驶员对于方向盘4的干扰而进行适当的自动驾驶。

即，通过利用安全带36的牵引而将驾驶员约束于椅背，假设即使在因昏迷等意识障碍而使得驾驶员倒向方向盘4的情况下(例如参照图10)、或者因伴随着昏迷等意识障碍的僵硬而对方向盘4进行预想外的转向输入的情况等下，也能够使驾驶员从方向盘4离开(例如参照图11)，从而能够实现从驾驶员对方向盘4的干扰中的解脱、或者驾驶员对方向盘4的干扰的减轻。因此，能够适当地实现驾驶员产生意识障碍时的基于自动驾驶的退避行驶等。

此外，本发明不限定于以上说明的各实施方式，能够进行各种变形、变更，这些变形、变更也包含在本发明的技术范围内。