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図面 (11)

課題

エネルギー消費量を低く抑えながら、運転者に違和感を与えにくい走行経路を設定することができる車両制御装置を提供する。

解決手段

本発明は、車両の走行を制御する車両制御装置(100)であって、周辺物標検出部(10b)と、走行経路及びこの経路に沿った速度を規定した第1目標走行経路を算出する第1目標走行経路算出部(10c)と、周辺物標を回避するように、走行経路及びこの経路に沿った速度を規定した第2目標走行経路を算出する第2目標走行経路算出部(10d)と、第1目標走行経路又は第2目標走行経路を走行するように速度及び/又は操舵を制御する制御部(10e)と、を有し、第1目標走行経路は自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように算出され、制御部は、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、走行経路を第2目標走行経路に切り替えることを特徴としている。

概要

背景

特開2008−149855号公報(特許文献1)には、車両の目標進路変更軌跡生成装置が記載されている。この目標進路変更軌跡生成装置においては、自車両の位置情報と、進路変更先の位置情報に基づいて自車両の進路変更途中の目標通過位置を算出し、目標進路変更軌跡を生成している。また、自車両の周辺にある障害物の情報や、道路埋設されている磁気ネイルからの磁気情報に基づいて走行経路軌跡)を設定する技術も知られている。

概要

エネルギー消費量を低く抑えながら、運転者に違和感を与えにくい走行経路を設定することができる車両制御装置を提供する。本発明は、車両の走行を制御する車両制御装置(100)であって、周辺物標検出部(10b)と、走行経路及びこの経路に沿った速度を規定した第1目標走行経路を算出する第1目標走行経路算出部(10c)と、周辺物標を回避するように、走行経路及びこの経路に沿った速度を規定した第2目標走行経路を算出する第2目標走行経路算出部(10d)と、第1目標走行経路又は第2目標走行経路を走行するように速度及び/又は操舵を制御する制御部(10e)と、を有し、第1目標走行経路は自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように算出され、制御部は、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、走行経路を第2目標走行経路に切り替えることを特徴としている。

目的

本発明は、エネルギー消費量を低く抑えながら、運転者に違和感を与えにくい走行経路を設定することができる車両制御装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両の走行を制御する車両制御装置であって、周辺物標を検出する周辺物標検出部と、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第1目標走行経路を算出する第1目標走行経路算出部と、上記周辺物標検出部によって検出された周辺物標を回避するように、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第2目標走行経路を算出する第2目標走行経路算出部と、上記第1目標走行経路算出部によって算出された第1目標走行経路、又は上記第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御する制御部と、を有し、上記第1目標走行経路算出部は、自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように第1目標走行経路を算出するように構成され、上記制御部は、上記周辺物標検出部によって、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、走行経路を上記第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路に切り替えることを特徴とする車両制御装置。

請求項2

上記第2目標走行経路算出部によって算出される第2目標走行経路は、上記第1目標走行経路算出部によって算出される第1目標走行経路よりも短い区間に亘る走行経路を規定している請求項1記載の車両制御装置。

請求項3

上記第2目標走行経路算出部は、上記周辺物標検出部によって検出された回避すべき周辺物標の周囲に許容可能な相対速度の上限値を規定した、複数の制限速度分布を設定し、この制限速度分布を満足するように第2目標走行経路を算出する請求項1又は2に記載の車両制御装置。

技術分野

0001

本発明は車両制御装置に関し、特に、車両の走行を制御する車両制御装置に関する。

背景技術

0002

特開2008−149855号公報(特許文献1)には、車両の目標進路変更軌跡生成装置が記載されている。この目標進路変更軌跡生成装置においては、自車両の位置情報と、進路変更先の位置情報に基づいて自車両の進路変更途中の目標通過位置を算出し、目標進路変更軌跡を生成している。また、自車両の周辺にある障害物の情報や、道路埋設されている磁気ネイルからの磁気情報に基づいて走行経路軌跡)を設定する技術も知られている。

先行技術

0003

特開2008−149855号

発明が解決しようとする課題

0004

ここで、走行経路は、周辺車両や障害物との衝突を回避することは当然として、より少ないエネルギー消費量(内燃機関車両の場合には燃費電気自動車の場合には消費電力)で目標地点まで到達できるように設定することが好ましい。即ち、車両が同一の距離を走行した場合であっても、目標地点に到達するまで一定の速度で走行した場合にはエネルギー消費量が比較的少なくなるのに対して、目標地点に到達するまでに車両の加速及び減速が繰り返された場合にはエネルギー消費量が多くなる傾向がある。従って、自車両の走行経路を設定する場合、車両の位置的な軌跡ばかりでなく、エネルギー消費量がより少なくなるように、その走行経路に沿って車両の速度も規定しておくことが好ましい。しかしながら、走行経路及びこの経路に沿った速度を、計算によりエネルギー消費量が最小となるように設定すると、運転者に違和感を与える場合がある、ということが本件発明者の研究により明らかとなってきた。
従って、本発明は、エネルギー消費量を低く抑えながら、運転者に違和感を与えにくい走行経路を設定することができる車両制御装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

上述した課題を解決するために、本発明は、車両の走行を制御する車両制御装置であって、周辺物標を検出する周辺物標検出部と、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第1目標走行経路を算出する第1目標走行経路算出部と、周辺物標検出部によって検出された周辺物標を回避するように、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第2目標走行経路を算出する第2目標走行経路算出部と、第1目標走行経路算出部によって算出された第1目標走行経路、又は第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御する制御部と、を有し、第1目標走行経路算出部は、自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように第1目標走行経路を算出するように構成され、制御部は、周辺物標検出部によって、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、走行経路を第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路に切り替えることを特徴としている。

0006

このように構成された本発明においては、第1目標走行経路算出部は、自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように第1目標走行経路を算出し、第2目標走行経路算出部は、周辺物標検出部によって検出された周辺物標を回避するように第2目標走行経路を算出する。周辺物標検出部によって、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、制御部は、走行経路を第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路に切り替える。

0007

このように構成された本発明によれば、制御部は、走行に要するエネルギーが少なくなるように算出された第1目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御するので、車両のエネルギー消費量を低く抑えることができる。また、制御部は、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合に走行経路を第2目標走行経路に切り替えるので、周辺物標を回避する必要があるときだけ第2目標走行経路が採用され、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

0008

本発明において、好ましくは、第2目標走行経路算出部によって算出される第2目標走行経路は、第1目標走行経路算出部によって算出される第1目標走行経路よりも短い区間に亘る走行経路を規定している。

0009

走行する車両のエネルギー消費量を低く抑えるには、比較的長い区間に亘って走行経路及びこれに沿った速度を設定し、車両の操舵や、加減速を緩やかに行うことが好ましい。従って、エネルギー消費量を抑える観点からは、遠くにある障害物等をいち早く検出し、これを回避すべく早期に車両の操舵を開始したり、減速を開始したりすることが必要となる。しかしながら、非常に遠くにある障害物を回避するために、車両制御装置によって早期に操舵や減速が開始されると、運転者に違和感を与えることがある。特に、運転者が視認できない距離や、位置にある障害物等を回避するために車両の操舵や減速が開始された場合には、車両制御装置によって操舵や減速が実行されている理由が運転者には理解できないため、強い違和感が与えられる。上記のように構成された本発明によれば、第2目標走行経路は第1目標走行経路よりも短い区間に亘る走行経路を規定しているので、非常に遠くにある障害物等を回避するための車両制御が、早期に開始されるのを防止することができ、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

0010

本発明において、好ましくは、第2目標走行経路算出部は、周辺物標検出部によって検出された回避すべき周辺物標の周囲に許容可能な相対速度の上限値を規定した、複数の制限速度分布を設定し、この制限速度分布を満足するように第2目標走行経路を算出する。

0011

このように構成された本発明によれば、回避すべき周辺物標の周囲に許容可能な相対速度の上限値を規定した、複数の制限速度分布が設定され、この制限速度分布を満足するように第2目標走行経路が算出されるので、障害物等を状況に応じて適切に回避することができ、障害物等の回避において運転者に違和感を与えにくくすることができる。

発明の効果

0012

本発明の車両制御装置によれば、エネルギー消費量を低く抑えながら、運転者に違和感を与えにくい走行経路を設定することができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の実施形態による車両制御装置の構成図である。
本発明の実施形態による車両制御装置の制御ブロック図である。
本発明の実施形態による車両制御装置において設定される走行経路R1の説明図である。
本発明の実施形態による車両制御装置において設定される走行経路R2の説明図である。
本発明の実施形態による車両制御装置において設定される走行経路R3の説明図である。
本発明の実施形態による車両制御装置における走行経路の補正による障害物回避の説明図である。
本発明の実施形態による車両制御装置において障害物を回避する際の障害物と車両との間のすれ違い速度の許容上限値クリアランスとの関係を示す説明図である。
本発明の実施形態による車両制御装置における車両モデルの説明図である。
本発明の実施形態による車両制御装置における運転支援制御処理フローチャートである。
本発明の実施形態による車両制御装置における走行経路計算処理の処理フローチャートである。

実施例

0014

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両制御装置について説明する。まず、図1及び図2を参照して、車両制御装置の構成について説明する。図1は車両制御装置の構成図であり、図2は車両制御装置の制御ブロック図である。

0015

本実施形態の車両制御装置100は、これを搭載した車両1(図3等参照)に対して複数の運転支援モードにより、それぞれ異なる運転支援制御を提供するように構成されている。運転者は、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択可能である。

0016

図1に示すように、車両制御装置100は車両1に搭載された、車両制御演算部(ECU)10と、複数のセンサ及びスイッチと、複数の制御システムと、運転支援モードについてのユーザ入力を行うための運転者操作部(図示せず)を備えている。複数のセンサ及びスイッチには、車室外撮像するカメラ21、ミリ波レーダ22,車両の挙動を検出する車速センサ23,測位システム24,ナビゲーションシステム25、車車間通信システム26、及び路車間通信システム27が含まれる。また、複数の制御システムには、エンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,ステアリング制御システム33が含まれる。

0017

図1に示すECU10は、CPU,各種プログラムを記憶するメモリ入出力装置等を備えたコンピュータにより構成される。ECU10は、運転者操作部(図示せず)から受け取った運転支援モード選択信号設定車速信号、及び、複数のセンサ及びスイッチから受け取った信号に基づき、エンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,ステアリング制御システム33に対して、それぞれエンジンシステムブレーキシステムステアリングシステムを適宜に作動させるための要求信号出力可能に構成されている。

0018

カメラ21は、車両1の前方を撮像し、撮像した画像データを出力する。ECU10は、画像データに基づいて対象物(例えば、車両、歩行者、道路、区画線車線境界線白線、黄線)、交通信号交通標識停止線交差点先行車両、障害物等)を特定する。また、車両1の側方後方を撮像する車室外カメラを設けることもできる。さらに、運転中の運転者を撮像する車室内カメラを車両に備えることもできる。

0019

ミリ波レーダ22は、対象物(特に、先行車駐車車両、歩行者、障害物等)の位置及び速度を測定する測定装置であり、車両1の前方へ向けて電波送信波)を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、ミリ波レーダ22は、送信波と受信波に基づいて、車両1と対象物との間の距離(例えば、車間距離)や車両1に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態においては、ミリ波レーダ22として、車両1の前方の対象物を検出する前方レーダ、側方の対象物の対象物を検出する側方レーダ、及び車両1の後方の対象物を検出する後方レーダが備えられている。また、ミリ波レーダ22に代えて、レーザレーダ超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定するように構成してもよい。また、複数のセンサを用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。
車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出するように構成されている。

0020

測位システム24は、GPSシステム及び/又はジャイロシステムであり、車両1の位置(現在車両位置情報)を検出する。
ナビゲーションシステム25は、内部に地図情報を格納しており、ECU10へ地図情報を提供することができる。ECU10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両1の周囲(特に、進行方向前方)に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。

0021

車車間通信システム26は、車両と車両の間の通信システムであり、自車両と周辺を走行している車両との間で、車両の位置や、走行速度等の情報を交換するように構成されている。この車車間通信システム26により、自車両の走行経路上の比較的遠方停車している、又は走行している車両の位置、速度等の情報を取得することができる。

0022

路車間通信システム27は、道路に設置された交通インフラと、自車両との間の通信システムである。この路車間通信システム27により、自車両の走行経路上に設置されている信号機の位置、この信号機の指示が変わるタイミング等の情報や、走行経路上に設置されている標識や、停止線の位置等の情報を取得することができる。

0023

エンジン制御システム31は、車両1のエンジンを制御するコントローラである。ECU10は、車両1を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム31に対して、目標加減速度が得られるようにエンジン出力の変更を要求するエンジン出力変更要求信号を出力する。

0024

ブレーキ制御システム32は、車両1のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ECU10は、車両1を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム32に対して、目標加減速度が得られるように車両1への制動力の発生を要求するブレーキ要求信号を出力する。

0025

ステアリング制御システム33は、車両1のステアリング装置を制御するコントローラである。ECU10は、車両1の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム33に対して、目標蛇角が得られるように操舵方向の変更を要求する操舵方向変更要求信号を出力する。

0026

図2に示すように、ECU10は、入力処理部10a、周辺物標検出部10b、第1目標走行経路算出部10c、第2目標走行経路算出部10d、制御部10eとして機能する単一のCPUを備えている。なお、本実施形態では、単一のCPUが複数の上記機能を実行するように構成されているが、これに限らず、複数のCPUがこれら機能を実行するように構成することができる。

0027

入力処理部10aは、カメラ21、ミリ波レーダ22等の各センサ、測位システム24、ナビゲーションシステム25、車車間通信システム26、路車間通信システム27等の各通信システムから入力された入力情報を処理するように構成されている。入力処理部10aは、上記各センサ、各通信システムから入力された入力情報を解析し、自車両が走行している走行車線車線の両側の区画線)や、走行中の道路の形態を検出する。

0028

周辺物標検出部10bは、ミリ波レーダ22等の各センサからの入力信号や、カメラ21の画像の解析、各通信システムからの入力情報に基づいて、自車両の周囲に存在する障害物等の周辺物標を認識(検出)するように構成されている。本実施形態においては、入力処理部10aは、入力された情報に基づいて、約35種類の対象物を周辺物標として認識するように構成されている。

0029

第1目標走行経路算出部10cは、入力処理部10aによって処理されたカメラ21、ミリ波レーダ22、車速センサ23、測位システム24、ナビゲーションシステム25、車車間通信システム26、路車間通信システム27等からの入力情報に基づいて自車両の第1目標走行経路を算出するように構成されている。この第1目標走行経路算出部10cは、自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第1目標走行経路を算出するように構成されている。本実施形態においては、第1目標走行経路算出部10cは、比較的長い区間(例えば、約0.5〜1km)に亘る目標走行経路を算出するように構成されている。また、本実施形態においては、周辺物標検出部10bにより検出された障害物等の周辺物標は、第1目標走行経路の算出には加味されない。

0030

第2目標走行経路算出部10dは、周辺物標検出部10bによって検出された周辺物標を回避するように、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第2目標走行経路を算出するように構成されている。また、本実施形態においては、第2目標走行経路算出部10dは、第1目標走行経路算出部10cによって算出された第1目標走行経路を補正して、第2補正走行経路を算出するように構成されている。例えば、周辺物標検出部10bによって検出された回避すべき周辺物標の周囲に許容可能な相対速度の上限値を規定した、複数の制限速度分布を設定し、この制限速度分布を満足するように第1目標走行経路を補正して第2目標走行経路を算出するように第2目標走行経路算出部10dを構成することができる。

0031

さらに、第2目標走行経路算出部10dは、制限速度分布を満足する走行経路の中から、所定の制約条件を満たす走行経路を選択する。さらに、第2目標走行経路算出部10dは、選択された走行経路の中から所定の評価関数が最小となる走行経路を第2目標走行経路として算出するように構成されている。即ち、本実施形態においては、第2目標走行経路算出部10dは、制限速度分布、所定の評価関数及び所定の制約条件に基づいて第2目標走行経路を算出する。なお、本実施形態においては、第2目標走行経路算出部10dによって算出される第2目標走行経路は、第1目標走行経路算出部10cによって算出される第1目標走行経路よりも短い区間(例えば、約0.2km)に亘る走行経路を規定するものである。

0032

制御部10eは、第1目標走行経路算出部10cによって算出された第1目標走行経路、又は第2目標走行経路算出部10dによって算出された第2目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御するように構成されている。さらに、制御部10eは、周辺物標検出部10bによって、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、走行経路を第2目標走行経路算出部10dによって算出された第2目標走行経路に切り替えるように構成されている。

0033

ECU10は、制御部10eから制御信号として出力された目標加減速度、目標蛇角が達成されるように、少なくともエンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,又はステアリング制御システム33のいずれか1つ又は複数に対し、要求信号を出力する。

0034

次に、本実施形態による車両制御装置100が備える運転支援モードについて説明する。本実施形態では、運転支援モードとして、4つのモードが備えられている。即ち、運転者操舵モードである速度制限モードと、自動操舵モードである先行車追従モードと、運転者操舵モードである自動速度制御モードと、何れの運転支援モードも選択されていない場合に実行される基本制御モードが備えられている。

0035

<先行車追従モード>
先行車追従モードは、基本的に、車両1と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両1を先行車に追従走行させる自動操舵モードであり、車両制御装置100による自動的なステアリング制御速度制御エンジン制御ブレーキ制御),障害物回避制御(速度制御及びステアリング制御)を伴う。

0036

先行車追従モードでは、車線両端部の検出の可否、及び、先行車の有無に応じて、異なるステアリング制御及び速度制御が行われる。ここで、車線両端部とは、車両1が走行する車線の両端部(白線等の区画線,道路端縁石中央分離帯ガードレール等)であり、隣接する車線や歩道等との境界である。ECU10に備えられた入力処理部10aは、この車線両端部をカメラ21により撮像された画像データから検出する。また、ナビゲーションシステム25の地図情報から車線両端部を検出してもよい。しかしながら、例えば、車両1が整備された道路ではなく、車線が存在しない平原を走行する場合や、カメラ21からの画像データの読取り不良等の場合に車線両端部が検出できない場合が生じ得る。

0037

また、本実施形態では、先行車検出部としてのECU10は、カメラ21による画像データ、及びミリ波レーダ22の測定データにより、先行車を検出する。具体的には、カメラ21による画像データにより前方を走行する他車両を走行車として検出する。更に、本実施形態では、ミリ波レーダ22による測定データにより、車両1と他車両との車間距離が所定距離(例えば、400〜500m)以下である場合に、当該他車両が先行車として検出される。

0038

なお、先行車追従モードにおいて、先行車の有無、車線両端部の検出の可否にかかわらず、周辺物標検出部10bによって回避すべき周辺物標が検出された場合には、第1目標走行経路が補正され、自動的に障害物(周辺物標)が回避される。

0039

<自動速度制御モード>
また、自動速度制御モードは、運転者によって予め設定された所定の設定車速(一定速度)を維持するように速度制御する運転者操舵モードであり、車両制御装置100による自動的な速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御)を伴うが、ステアリング制御は行われない。この自動速度制御モードでは、車両1は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。

0040

<速度制限モード>
また、速度制限モードは、車両1の車速が速度標識による制限速度又は運転者によって設定された設定速度を超えないように、速度制御する運転者操舵モードであり、車両制御装置100による自動的な速度制御(エンジン制御)を伴う。制限速度は、カメラ21により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをECU10が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両1は制限速度までしか増速されない。

0041

<基本制御モード>
また、基本制御モードは、運転者操作部(図示せず)により、何れの運転支援モードも選択されていないときのモード(オフモード)であり、車両制御装置100による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、車両1が対向車等に衝突する可能性がある場合には、衝突を回避する制御が実行される。また、これらの衝突回避は、先行車追従モード,自動速度制御,速度制限モードにおいても同様に実行される。

0042

次に、図3乃至図5を参照して、本実施形態による車両制御装置100により計算される複数の走行経路について説明する。図3乃至図5は、それぞれ走行経路R1乃至走行経路R3の説明図である。本実施形態では、ECU10に備えられた第1目標走行経路算出部10cが、以下の走行経路R1〜走行経路R3を時間的に繰返し計算するように構成されている(例えば、0.1秒毎)。本実施形態では、ECU10は、センサ等の情報に基づいて、現在の地点から所定距離(例えば、0.5〜1km)に亘る走行経路を計算する。図3乃至図5における走行経路Rx(x=1,2,3)は、走行経路上の車両1の目標位置(Px_k)及び目標速度(Vx_k)により特定される(k=0,1,2,・・・,n)。更に、各目標位置において、目標速度以外に複数の変数加速度加速度変化量ヨーレート操舵角車両角度等)について目標値を特定しても良い。

0043

なお、図3乃至図5における走行経路(走行経路R1〜走行経路R3)は、車両1が走行する走行路上又は走行路周辺の物標(駐車車両、歩行者等の障害物)に関する周辺物標の検出情報を考慮せずに、走行路の形状,先行車の走行軌跡,車両1の走行挙動,及び設定車速に基づいて計算される。このように、本実施形態では、周辺物標の情報が計算に考慮されないので、これら複数の走行経路の全体的な計算負荷を低く抑えることができる。

0044

以下では、理解の容易のため、車両1が直線区間5a,カーブ区間5b,直線区間5cからなる道路5を走行する場合において計算される各走行経路について説明する。道路5は、左右の車線5L,5Rからなる。現時点において、車両1は、直線区間5aの車線5L上を走行しているものとする。

0045

(走行経路R1)
図3に示す走行経路R1は、道路5の形状に即して車両1に走行路である車線5L内の走行を維持させるように所定距離分だけ設定される。詳しくは、走行経路R1は、直線区間5a,5cでは車両1が車線5Lの中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間5bでは車両1が車線5Lの幅方向中央よりも内側又はイン側(カーブ区間の曲率半径Lの中心O側)を走行するように設定される。

0046

カメラ21により撮像された車両1の周囲の画像データに対し画像認識処理が実行され、車線両端部6L,6Rが検出される。車線両端部は、上述のように、区画線(白線等)や路肩等である。更に、検出した車線両端部6L,6Rに基づいて、車線5Lの車線幅W及びカーブ区間5bの曲率半径Lが算出される。また、ナビゲーションシステム25の地図情報から車線幅W及び曲率半径Lを取得してもよい。更に、画像データから速度標識Sや路面上に表示された制限速度が読み取られる。なお、上述のように、制限速度を路車間通信システム27等からの無線通信により取得してもよい。

0047

第1目標走行経路算出部10cは、直線区間5a,5cでは、車線両端部6L,6Rの幅方向の中央部を車両1の幅方向中央部(例えば、重心位置)が通過するように、走行経路R1の複数の目標位置P1_kを設定する。

0048

一方、第1目標走行経路算出部10cは、カーブ区間5bでは、カーブ区間5bの長手方向の中央位置P1_cにおいて、車線5Lの幅方向中央位置からイン側への変位量Wsを最大に設定する。この変位量Wsは、曲率半径L,車線幅W,車両1の幅寸法D(ECU10のメモリに格納された規定値)に基づいて計算される。そして、第1目標走行経路算出部10cは、カーブ区間5bの中央位置P1_cと直線区間5a,5cの幅方向中央位置とを滑らかにつなぐように走行経路R1の複数の目標位置P1_kを設定する。なお、カーブ区間5bへの進入前後においても、直線区間5a,5cのイン側に走行経路R1を設定してもよい。

0049

走行経路R1の各目標位置P1_kにおける目標速度V1_kは、原則的に、運転者が運転者操作部(図示せず)によって設定した速度、又は車両制御装置100によって予め設定された所定の設定車速(一定速度)に設定される。しかしながら、この設定車速が、速度標識S等から取得された制限速度、又は、カーブ区間5bの曲率半径Lに応じて規定される制限速度を超える場合、走行経路上の各目標位置P1_kの目標速度V1_kは、2つの制限速度のうち、より低速な制限速度に制限される。

0050

(走行経路R2)
また、図4に示すように、走行経路R2は、先行車3の走行軌跡を追従するように所定距離分だけ設定される。車室外カメラ21による画像データ,ミリ波レーダ22による測定データ,車速センサ23による車両1の車速に基づいて、車両1の走行する車線5L上の先行車3の位置及び速度が継続的に計算され、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車3の走行軌跡が走行経路R2(目標位置P2_k、目標速度V2_k)として設定される。

0051

(走行経路R3)
また、図5に示すように、走行経路R3は、運転者による車両1の現在の運転状態に基づいて所定距離分だけ設定される。即ち、走行経路R3は、車両1の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
第1目標走行経路算出部10cは、車両1の操舵角,ヨーレート,横加速度に基づいて、所定距離分の走行経路R3の目標位置P3_kを計算する。また、第1目標走行経路算出部10cは、車両1の現在の車速,加速度に基づいて、所定距離分の走行経路R3の目標速度V3_kを計算する。

0052

次に、本実施形態による車両制御装置100における運転支援モードと走行経路との関係について説明する。本実施形態では、運転者が運転者操作部(図示せず)を操作して1つの運転支援モードを選択すると、選択された運転支援モードに応じて走行経路が選択されるように構成されている。

0053

先行車追従モードの選択時には、車線両端部が検出されていると、先行車の有無にかかわらず、走行経路R1が適用される。この場合、運転者操作部(図示せず)によって設定された設定車速が目標速度となる。
一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、走行経路R2が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、走行経路R3が適用される。

0054

また、自動速度制御モードの選択時には、走行経路R3が適用される。自動速度制御モードは、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、運転者操作部(図示せず)によって設定された設定車速が目標速度となる。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。

0055

また、速度制限モードの選択時にも走行経路R3が適用される。速度制限モードも、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、目標速度は、制限速度以下の範囲で、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じて設定される。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。

0056

また、基本制御モード(オフモード)の選択時には、走行経路R3が適用される。基本制御モードは、基本的に、速度制限モードにおいて制限速度が設定されない状態と同様である。

0057

次に、図6乃至図8を参照して、本実施形態によるECU10の第2目標走行経路算出部10dにおいて実行される走行経路補正処理について説明する。図6は走行経路の補正による障害物回避の説明図である。図7は障害物を回避する際の障害物と車両との間のすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図であり、図8は車両モデルの説明図である。
図6では、車両1は走行路(車線)7上を走行しており、走行中又は停車中の車両3とすれ違って、車両3を追い抜こうとしている。

0058

一般に、道路上又は道路付近の障害物(例えば、先行車、駐車車両、歩行者等)とすれ違うとき(又は追い抜くとき)、車両1の運転者は、進行方向に対して直交する横方向において、車両1と障害物との間に所定のクリアランス又は間隔(横方向距離)を保ち、且つ、車両1の運転者が安全と感じる速度に減速する。具体的には、先行車が急に進路変更したり、障害物の死角から歩行者が出てきたり、駐車車両のドアが開いたりするといった危険を回避するため、クリアランスが小さいほど、障害物に対する相対速度は小さくされる。

0059

また、一般に、後方から先行車に近づいているとき、車両1の運転者は、進行方向に沿った車間距離(縦方向距離)に応じて速度(相対速度)を調整する。具体的には、車間距離が大きいときは、接近速度(相対速度)が大きく維持されるが、車間距離が小さくなると、接近速度は低速にされる。そして、所定の車間距離で両車両の間の相対速度はゼロとなる。これは、先行車が駐車車両であっても同様である。

0060

このように、運転者は、障害物と車両1との間の距離(横方向距離及び縦方向距離を含む)と相対速度との関係を考慮しながら、危険がないように車両1を運転している。

0061

そこで、本実施形態では、図6に示すように、車両1は、車両1から検知される障害物(例えば、駐車車両3)に対して、障害物の周囲に(横方向領域後方領域、及び前方領域にわたって)又は少なくとも障害物と車両1との間に、車両1の進行方向における相対速度についての許容上限値を規定する2次元分布(制限速度分布40)を複数設定するように構成されている。制限速度分布40では、障害物の周囲の各点において、相対速度の許容上限値Vlimが設定されている。本実施形態では、すべての運転支援モードにおいて、障害物に対する車両1の相対速度が制限速度分布40内の許容上限値Vlimを超えることがないように走行経路の補正が実施される。

0062

図6から分かるように、制限速度分布40は、原則的に、障害物からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど(障害物に近づくほど)、相対速度の許容上限値が小さくなるように設定される。また、図6では、理解の容易のため、同じ許容上限値を有する点を連結した等相対速度線が示されている。等相対速度線a,b,c,dは、それぞれ許容上限値Vlimが0km/h,20km/h,40km/h,60km/hに相当する。本例では、各等相対速度領域は、略矩形に設定されている。このように、補正走行経路算出部10dは、入力処理部10aによって回避すべき障害物(周辺物標)が認識され、対象物標選択部10bによって選択された場合には、障害物に対して車両が走行可能な許容相対速度の上限ラインを設定している。そして、この上限ラインを満足するように、目標走行経路算出部10cによって算出された目標走行経路が補正される。

0063

なお、制限速度分布40は、必ずしも障害物の全周にわたって設定されなくてもよく、少なくとも障害物の後方、及び、車両1が存在する障害物の横方向の一方側(図6では、車両3の右側領域)に設定されればよい。

0064

図7に示すように、車両1がある絶対速度で走行するときにおいて、障害物の横方向に設定される許容上限値Vlimは、クリアランスXがD0安全距離)までは0(ゼロ)km/hであり、D0以上で2次関数的に増加する(Vlim=k(X−D0)2。ただし、X≧D0)。即ち、安全確保のため、クリアランスXがD0以下では車両1は相対速度がゼロとなる。一方、クリアランスXがD0以上では、クリアランスが大きくなるほど、車両1は大きな相対速度ですれ違うことが許容される。

0065

図7の例では、障害物の横方向における許容上限値は、Vlim=f(X)=k(X−D0)2で定義されている。なお、kは、Xに対するVlimの変化度合いに関連するゲイン係数であり、障害物の種類等に依存して設定される。また、D0も障害物の種類等に依存して設定される。

0066

なお、本実施形態では、VlimがXの2次関数となるように定義されているが、これに限らず、他の関数(例えば、一次関数等)で定義されてもよい。また、図7を参照して、障害物の横方向の許容上限値Vlimについて説明したが、障害物の縦方向を含むすべての径方向について同様に設定することができる。その際、係数k、安全距離D0は、障害物からの方向に応じて設定することができる。

0067

なお、制限速度分布40は、種々のパラメータに基づいて設定することが可能である。パラメータとして、例えば、車両1と障害物の相対速度、障害物の種類、車両1の進行方向、障害物の移動方向及び移動速度、障害物の長さ、車両1の絶対速度等を考慮することができる。即ち、これらのパラメータに基づいて、係数k及び安全距離D0を選択することができる。

0068

また、本実施形態において、障害物は、車両,歩行者,自転車,崖,溝,穴,落下物等を含む。更に、車両は、自動車トラック自動二輪区別可能である。歩行者は、大人,子供,集団で区別可能である。

0069

図6に示すように、車両1が走行路7上を走行しているとき、車両1のECU10に内蔵された入力処理部10aは、カメラ21から画像データに基づいて障害物(車両3)を検出する。このとき、障害物の種類(この場合は、車両、歩行者)が特定される。

0070

また、入力処理部10aは、ミリ波レーダ22の測定データ及び車速センサ23の車速データに基づいて、車両1に対する障害物(車両3)の位置及び相対速度並びに絶対速度を算出する。なお、障害物の位置は、車両1の進行方向に沿ったx方向位置(縦方向距離)と、進行方向と直交する横方向に沿ったy方向位置(横方向距離)が含まれる。

0071

ECU10に内蔵された第2目標走行経路算出部10dは、検知したすべての障害物(図6の場合、車両3)について、それぞれ制限速度分布40を設定する。そして、第2目標走行経路算出部10dは、車両1の速度が制限速度分布40の許容上限値Vlimを超えないように走行経路の補正を行う。補正走行経路算出部10dは、障害物の回避に伴い、運転者の選択した運転支援モードに応じて適用された目標走行経路を補正して、第2目標走行経路を算出する。なお、第2目標走行経路算出部10dによって算出される第2目標走行経路は、第1目標走行経路算出部10cによって算出される第1目標走行経路よりも短い区間に亘る走行経路を規定する。

0072

即ち、第1目標走行経路算出部10cによって算出された第1目標走行経路を車両1が走行すると、ある目標位置において目標速度が制限速度分布40によって規定された許容上限値を超えてしまう場合には、第1目標走行経路を補正して、制限速度分布40を満足するように第2目標走行経路を算出する。この第2目標走行経路として、目標位置を変更することなく目標速度を低下させた経路(図6の経路Rc1)、目標速度を変更することなく目標速度が許容上限値を超えないように迂回経路上に目標位置を変更した経路(図6の経路Rc3)、目標位置及び目標速度の両方を変更した経路(図6の経路Rc2)等がある。

0073

例えば、図6は、計算されていた第1目標走行経路Rが、走行路7の幅方向の中央位置(目標位置)を60km/h(目標速度)で走行する経路であった場合を示している。この場合、前方に駐車車両3が障害物として存在するが、上述のように、第1目標走行経路Rの計算段階においては、計算負荷の低減のため、この障害物は考慮されていない。

0074

第1目標走行経路Rを走行すると、車両1は、制限速度分布40の等相対速度線d,c,c,dを順に横切ることになる。即ち、60km/hで走行する車両1が等相対速度線d(許容上限値Vlim=60km/h)の内側の領域に進入することになる。したがって、第2目標走行経路算出部10dは、第1目標走行経路Rの各目標位置における目標速度を許容上限値Vlim以下に制限するように第1目標走行経路Rを補正して、補正後の第2目標走行経路Rc1を生成する。即ち、補正後の第2目標走行経路Rc1では、各目標位置において目標車速が許容上限値Vlim以下となるように、車両3に接近するに連れて目標速度が徐々に40km/h未満に低下し、その後、車両3から遠ざかるに連れて目標速度が元の60km/hまで徐々に増加される。

0075

また、第2目標走行経路Rc3は、第1目標走行経路Rの目標速度(60km/h)を変更せず、このため等相対速度線d(相対速度60km/hに相当)の外側を走行するように設定された経路である。第2目標走行経路算出部10dは、第1目標走行経路Rの目標速度を維持するため、目標位置が等相対速度線d上又はその外側に位置するように第1目標走行経路Rを補正して、第2目標走行経路Rc3を生成する。したがって、第2目標走行経路Rc3の目標速度は、第1目標走行経路Rの目標速度であった60km/hに維持される。

0076

また、第2目標走行経路Rc2は、第1目標走行経路Rの目標位置及び目標速度の両方が変更された経路である。第2目標走行経路Rc2では、目標速度は、60km/hには維持されず、車両3に接近するに連れて徐々に低下し、その後、車両3から遠ざかるに連れて元の60km/hまで徐々に増加される。

0077

第2目標走行経路Rc1のように、第1目標走行経路Rの目標位置を変更せず、目標速度のみを変更する補正は、速度制御を伴うが、ステアリング制御を伴わない運転支援モードに適用することができる(例えば、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード)。
また、第2目標走行経路Rc3のように、第1目標走行経路Rの目標速度を変更せず、目標位置のみを変更する補正は、ステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。
また、第2目標走行経路Rc2のように、第1目標走行経路Rの目標位置及び目標速度を共に変更する補正は、速度制御及びステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。

0078

次に、ECU10に内蔵された第2目標走行経路算出部10dは、設定可能な第2目標走行経路の中から、センサ情報等に基づいて、最適な第2目標走行経路を決定する。即ち、第2目標走行経路算出部10dは、設定可能な複数の第2補正走行経路の中から、所定の評価関数及び所定の制約条件に基づいて最適な第2目標走行経路を決定する。

0079

ECU10は、評価関数J、制約条件及び車両モデルをメモリ内に記憶している。第2目標走行経路算出部10dは、補正処理により最適な第2目標走行経路を決定するに際し、制約条件及び車両モデルを満たす範囲で、評価関数Jが極値をもつ最適な第2目標走行経路を算出する(最適化処理)。

0080

評価関数Jは、複数の評価ファクタを有する。本例の評価ファクタは、例えば、速度(縦方向及び横方向)、加速度(縦方向及び横方向)、加速度変化量(縦方向及び横方向)、ヨーレート、車線中心に対する横位置、車両角度、操舵角、その他ソフト制約について、第1目標走行経路を補正した複数の走行経路の良否を評価するための関数である。

0081

評価ファクタには、車両1の縦方向の挙動に関する評価ファクタ(縦方向評価ファクタ:縦方向の速度、加速度、加速度変化量等)と、車両1の横方向の挙動に関する評価ファクタ(横方向評価ファクタ:横方向の速度、加速度、加速度変化量、ヨーレート、車線中心に対する横位置、車両角度、操舵角等)が含まれる。

0082

本実施形態においては、評価関数Jは、以下の式で記述される。

0083

式中、Wk(Xk−Xrefk)2は評価ファクタ、Xkは補正した走行経路の評価ファクタに関する物理量、Xrefkは第1目標走行経路(補正前)の評価ファクタに関する物理量、Wkは評価ファクタの重み値である(但し、k=1〜n)。したがって、本実施形態の評価関数Jは、n個の評価ファクタの物理量について、第1目標走行経路(補正前)の物理量に対する補正した走行経路の物理量の差の2乗の和を重み付けして、所定区間(例えば、約0.2km)の走行経路長にわたって合計した値に相当する。

0084

本実施形態においては、第1目標走行経路を補正した走行経路の評価が高いほど評価関数Jは小さな値をもつので、評価関数Jが極小値となる最適な走行経路が、第2目標走行経路算出部10dによって第2目標走行経路として算出される。

0085

制約条件は、補正された走行経路が満足する必要がある条件であり、制約条件によって評価すべき走行経路を絞り込むことにより、評価関数Jによる最適化処理に要する計算負荷を減少させることが可能となり、計算時間を短縮することができる。

0086

車両モデルは、車両1の物理的な運動を規定するものであり、以下の運動方程式で記述される。この車両モデルは、本例では図8に示す2輪モデルである。車両モデルにより車両1の物理的な運動が規定されることにより、走行時の違和感が低減された補正走行経路を算出することができると共に、評価関数Jによる最適化処理を早期に収束させることができる。

0087

0088

図8及び式(1)、(2)中、mは車両1の質量、Iは車両1のヨーイング慣性モーメント、lはホイールベース、lfは車両重心点前車軸間の距離、lrは車両重心点と後車軸間の距離、Kfは前輪1輪あたりのタイヤコーナリングパワー、Krは後輪1輪あたりのタイヤコーナリングパワー、Vは車両1の車速、δは前輪の実舵角、βは車両重心点の横すべり角、rは車両1のヨー角速度、θは車両1のヨー角、yは絶対空間に対する車両1の横変位、tは時間である。
このように、第2目標走行経路算出部10dは、第1目標走行経路、制約条件、車両モデル等に基づいて、多数の走行経路の中から、評価関数Jが最小になる最適な第2目標走行経路を算出する。

0089

次に、図9及び図10を参照して、本実施形態の車両制御システム100における運転支援制御の処理フローを説明する。図9は運転支援制御の処理フローチャートであり、図10は走行経路計算処理の処理フローチャートである。

0090

ECU10は、図9の処理フローチャートを所定時間(例えば、0.1秒)ごとに繰り返して実行している。まず、ECU10の入力処理部10aは、情報取得処理を実行する(S11)。情報取得処理において、ECU10は、測位システム24、ナビゲーションシステム25、車車間通信システム26、及び路車間通信システム27から、現在車両位置情報、地図情報、周辺物標等に関する情報を取得し(S11a)、カメラ21,ミリ波レーダ22,車速センサ23等からセンサ情報を取得する。なお、ステップS11bにおいて、加速度センサヨーレートセンサ,運転者操作部(以上、図示せず)等からのセンサ情報も取得するように、本発明を構成することもできる。また、操舵角センサアクセルセンサブレーキセンサ(以上、図示せず)等からスイッチ情報を取得するように本発明を構成しても良い(S11c)。

0091

次に、ECU10は、情報取得処理(S11)において取得した各種の情報を用いて所定の情報検出処理を実行する(S12)。情報検出処理において、ECU10は、現在車両位置情報、地図情報、車車間通信システムからの情報、路車間通信システムからの情報並びにセンサ情報から、車両1の周囲及び前方エリアにおける走行路形状に関する走行路情報(直線区間及びカーブ区間の有無,各区間長さ,カーブ区間の曲率半径,車線幅,車線両端部位置車線数,交差点の有無,カーブ曲率で規定される制限速度等)、走行規制情報(制限速度、赤信号等)、先行車軌跡情報(先行車の位置及び速度)を検出する(S12a)。また、ECU10の周辺物標検出部10bは、情報検出処理として、車車間通信システム、路車間通信システムからの情報並びにセンサ情報から、周辺物標情報(走行経路上の障害物の有無、種類、大きさ、位置等)を検出する。

0092

また、ECU10は、スイッチ情報から、運転者による車両操作に関する車両操作情報(操舵角,アクセルペダル踏み込み量ブレーキペダル踏み込み量等)を検出し(S12b)、更に、スイッチ情報及びセンサ情報から、車両1の挙動に関する走行挙動情報(車速、縦加速度、横加速度、ヨーレート等)を検出する(S12c)。

0093

次に、ECU10は、計算により得られた情報に基づいて、走行経路計算処理を実行する(S13)。さらに、ECU10は、走行経路計算処理により算出された目標走行経路上を走行するように、該当する制御システム(エンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,ステアリング制御システム33)へ要求信号を出力する(S14)。即ち、ECU10は、第1目標走行経路算出部10cによって算出された第1目標走行経路、又は第2目標走行経路算出部10dによって算出された第2目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御する。具体的には、ECU10は、算出された第1又は第2目標走行経路によって特定されるエンジン,ブレーキ,操舵の目標制御量に応じて、要求信号を生成して出力する。

0094

次に、図10を参照して、図9に示すフローチャートのステップS13において実行される走行経路計算処理を説明する。図10は、図9に示すフローチャートのサブルーチンとして実行される走行経路計算処理のフローチャートである。

0095

まず、図10のステップS21においては、自車両1の走行車線上、且つ自車両1から所定距離以内に、周辺物標検出部10bによって回避すべき周辺物標(障害物)が検出されているか否かが判断される。回避すべき周辺物標が検出されていない場合にはステップS25以下の処理が実行され、第1目標走行経路算出部10cによって算出された第1目標走行経路が、自車両1が走行する走行経路として採用される。一方、回避すべき周辺物標が検出されている場合には、ECU10は、ステップS22以下の処理を実行し、走行経路を、第2目標走行経路算出部10dによって算出された第2目標走行経路に切り替える。

0096

本実施形態においては、上記所定距離はミリ波レーダ22による検知が可能な約0.2kmに設定されており、この短距離区間において第2目標走行経路が算出される。従って、自車両1の走行車線上の約0.2kmよりも遠方に、周辺物標検出部10bによって障害物が検出されている場合であっても、ステップS25以下の処理が実行され、自車両1が走行する走行経路として第1目標走行経路が採用される。即ち、障害物等を回避するように設定される第2目標走行経路を算出する短距離区間よりも遠方に障害物等が検出されている状態においては、その障害物は目標走行経路の算出には考慮されない。また、本実施形態においては、短距離区間(例えば、約0.2km)内に障害物等が検知されたとき第2目標走行経路に切り替えているが、障害物等を検知した状態で、運転者が障害物を視認できる程度の所定距離(例えば、約0.15km)まで近づいたときに第2目標走行経路に切り替えるように本発明を構成することもできる。

0097

ステップS25〜S27における処理は、ECU10の第1目標走行経路算出部10cによって実行される。
まず、ステップS25においては、比較的長い中距離区間(例えば、約0.5〜1km)に亘って設定される第1目標走行経路の候補となる複数の走行経路が設定される。ここで設定される複数の走行経路は図3乃至図5を参照して説明した走行経路であるが、同一の軌跡を有する走行経路についても、その軌跡上の各点における走行速度の相違により、複数種類の走行経路を設定することができる。なお、中距離区間における道路状況直進カーブ、登降)の情報は、ナビゲーションシステム25に格納されている地図データ、車車間通信システム26、又は路車間通信システム27から取得することもできる。また、中距離区間における道路状況として、信号や、停止標識等を考慮することもできる。なお、第1目標走行経路の候補となる複数の走行経路は、所定の制約条件を満足するように設定される。

0098

第1目標走行経路算出部10cは、ステップS25において設定された複数の走行経路の候補について評価関数Jを計算し、この評価関数Jの値が最も小さくなる走行経路を第1目標走行経路として決定する。ステップS26においては、評価関数Jの各係数(評価ファクタの重み値Wk)が設定される。ステップS26においては、車両の前後加速度及び前後加加速度(前後加速度の時間的変化)に関する評価ファクタに夫々乗じられる重み値Wkが、他の重み値に比べ大きな値に設定される。例えば、車両の前後加速度及び前後加加速度に関する評価ファクタに夫々乗じられる重み値Wkを、他の評価ファクタに乗じられる重み値の5倍程度の大きさに設定することができる(一例として、前後加速度及び前後加加速度に対する重み値Wk=5とし、他の評価ファクタに対する重み値Wk=1とする)。

0099

次に、ステップS27においては、ステップS25において設定された複数の走行経路の候補夫々について、ステップS26において設定された重み値を使用した評価関数Jの値が計算され、評価関数Jの値が最も小さくなる走行経路が、第1目標走行経路として決定される。ここで、ステップS26においては、車両の前後加速度及び前後加加速度に関する評価ファクタに夫々乗じられる重み値Wkが他の評価ファクタに比べて大きく設定されている。このため、走行経路の候補のうち、前後加速度や、前後加加速度が大きくなる走行経路は、評価関数Jによる評価が低くなる(評価関数Jが大きくなる)傾向がある。従って、ステップS27において評価関数Jを使用して決定される第1目標走行経路は、複数の走行経路の候補のうち、車両の前後加速度や前後加加速度が小さい、走行に要するエネルギーの少ないもの(内燃機関車両においては燃費の良好なもの)が選択される。このように、第1目標走行経路算出部10cは、自車両1の走行に要するエネルギーが少なくなるように第1目標走行経路を算出する。

0100

なお、本実施形態においては、評価関数Jを使用して走行に要するエネルギーが少なくなる走行経路が第1目標走行経路として設定されているが、ナビゲーションシステム25、車車間通信システム26、又は路車間通信システム27を介して得られる情報を利用して、車両専用道路を第1目標走行経路として選択したり、信号の少ない道路を選択したりするように本発明を構成することもできる。

0101

一方、ステップS21において、回避すべき周辺物標が検出されている場合には、ステップS22以下の処理が実行される。ステップS22〜S24においては、第2目標走行経路算出部10dによって第2目標走行経路が算出される。
まず、ステップS22においては、比較的短い短距離区間(例えば、約0.2km)に亘って走行経路が設定される。ここで設定される走行経路は図3乃至図5を参照して説明した走行経路であるが、ステップS25において設定される中距離区間(例えば、約0.5〜1km)よりも短い区間について設定される。さらに、設定された走行経路は、検出されている周辺物標を回避すべく補正される。この走行経路の補正は、図6を参照して説明したように、回避すべき周辺物標の周囲に設定された制限速度分布40を満足するように計算される。また、上述したように、制限速度分布40を満足する走行経路は複数設定することができ、これらの走行経路が第2目標走行経路の候補とされる。また、第2目標走行経路の候補となる複数の走行経路は、所定の制約条件を満足するように設定される。

0102

第2目標走行経路算出部10dは、ステップS22において設定された複数の走行経路の候補について評価関数Jを計算し、この評価関数Jの値が最も小さくなる走行経路を第2目標走行経路として決定する。ステップS23においては、評価関数Jの各係数(評価ファクタの重み値Wk)が設定される。ステップS23においては、各評価ファクタに乗じられる重み値Wkが、全て同一の値に設定される。例えば、各評価ファクタに夫々乗じられる重み値Wkを全て1に設定することができる。

0103

次に、ステップS24においては、ステップS22において設定された複数の走行経路の候補夫々について、ステップS23において設定された重み値を使用した評価関数Jの値が計算され、評価関数Jの値が最も小さくなる走行経路が、第2目標走行経路として決定される。ここで、ステップS23においては、全ての評価ファクタに乗じられる重み値Wkが同一であるため、評価ファクタが均等に評価された評価関数Jの値が算出される。即ち、第1目標走行経路が自車両1の走行に要するエネルギーが少なくなるように設定されるのに対し、第2目標走行経路は、周辺物標検出部10bによって検出された周辺物標を回避するように設定される。加えて、第2目標走行経路は、複数の候補の中から自車両1が障害物等を最も円滑に回避することができるように選択される。

0104

このように、回避すべき周辺物標が検出されていない場合にはステップS25以下の処理による第1目標走行経路が自車両1の走行経路として算出され、回避すべき周辺物標が検出されている場合には、ステップS22以下の処理による第2目標走行経路が走行経路として算出され、図10のフローチャートの1回の処理が終了する。なお、本実施形態においては、ステップS21において、ステップS22以下の処理又はステップS25以下の処理が選択され、第1目標走行経路又は第2目標走行経路の何れか一方を計算しているが、変形例として、第1、第2目標走行経路を両方計算しておき、回避すべき周辺物標の有無に応じて一方を選択する(切り替える)ように本発明を構成することもできる。

0105

以上のように、図10に示すフローチャートの処理が完了すると、図9に示すフローチャートの処理に復帰する。図9のステップS14において、ECU10の制御部10eは、図10のフローチャートによって算出された第1目標走行経路、又は第2目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御する。

0106

本発明の実施形態の車両制御装置100によれば、制御部10eは、走行に要するエネルギーが少なくなるように算出された第1目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御するので、車両のエネルギー消費量を低く抑えることができる。また、制御部10eは、自車両1から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合に走行経路を第2目標走行経路に切り替えるので、周辺物標を回避する必要があるときだけ第2目標走行経路が採用され、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

0107

また、本実施形態の車両制御装置100によれば、第2目標走行経路は第1目標走行経路よりも短い区間(例えば、約0.2km)に亘る走行経路を規定しているので、非常に遠くにある障害物等を回避するための車両制御が、早期に開始されるのを防止することができ、運転者に違和感を与えにくくすることができる。

0108

さらに、本実施形態の車両制御装置100によれば、回避すべき周辺物標の周囲に許容可能な相対速度の上限値を規定した、複数の制限速度分布(図6)が設定され、この制限速度分布を満足するように第2目標走行経路が算出されるので、障害物等を状況に応じて適切に回避することができ、障害物等の回避において運転者に違和感を与えにくくすることができる。

0109

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。

0110

1 車両
10車両制御演算部(ECU)
10a入力処理部
10b周辺物標検出部
10c 第1目標走行経路算出部
10d 第2目標走行経路算出部
10e 制御部
21カメラ
22ミリ波レーダ
23車速センサ
24測位システム
25ナビゲーションシステム
26車車間通信システム
27路車間通信システム
31エンジン制御システム
32ブレーキ制御システム
33ステアリング制御システム
40制限速度分布
100 車両制御装置

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