JP2019119260A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両制御装置に関し、特に、運転者による車両の運転を支援する車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device for assisting a driver in driving a vehicle.
特開2010−155545号公報(特許文献1)には、車両制御装置が記載されている。この車両制御装置は、障害物の緊急回避時において、その際の他車両との車間距離に応じて制動回避(ブレーキ操作のみ)と操舵回避(ステアリング操作のみ)のいずれかを選択し、最適化処理を用いて目標走行経路計算をするように構成されている。この車両制御装置では、制動回避が選択されると、縦方向(車両前後方向)の運動のみに計算条件が簡略化される。また、操舵回避が選択されると、横方向(車両幅方向)の運動のみに計算条件が簡略化される。このように、この技術では、緊急時において計算負荷が軽減されるため、高い計算精度を確保しつつ、計算時間を短くすることができるようになっている。 The vehicle control apparatus is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-155545 (patent document 1). This vehicle control device selects and optimizes either braking avoidance (only brake operation) or steering avoidance (only steering operation) according to the inter-vehicle distance with other vehicles at the time of emergency avoidance of an obstacle. The processing is used to calculate the target travel route. In this vehicle control device, when the braking avoidance is selected, the calculation conditions are simplified only to the motion in the vertical direction (the vehicle longitudinal direction). In addition, when the steering avoidance is selected, the calculation condition is simplified only to the movement in the lateral direction (the vehicle width direction). As described above, in this technology, since the calculation load is reduced in an emergency, it is possible to shorten the calculation time while securing high calculation accuracy.
しかしながら、特許文献1記載の発明においては、障害物の回避が制動回避又は操舵回避の何れか一方に制約されてしまうので、車両制御装置によって選択される車両の走行経路が必ずしも適切なものにならない場合があり、このような場合には運転者に強い違和感を与えてしまうという問題がある。 However, in the invention described in Patent Document 1, the avoidance of the obstacle is restricted to either the braking avoidance or the steering avoidance, so that the traveling route of the vehicle selected by the vehicle control device is not necessarily appropriate. In such a case, there is a problem that the driver feels a strong sense of incongruity.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、車両制御装置による計算負荷を軽減しながら、運転者に違和感を与えにくい車両制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a vehicle control device that is less likely to give a sense of discomfort to the driver while reducing the calculation load of the vehicle control device.
上述した課題を解決するために、本発明は、運転者による車両の運転を支援する車両制御装置であって、自車両の走行経路上に存在する物標を検出する周辺物標検出部と、現時点から第1の期間内において自車両が走行する目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、この目標走行経路算出部によって算出された目標走行経路を補正して、第1の期間よりも短い第2の期間において走行する補正走行経路を算出する補正走行経路算出部と、この補正走行経路算出部によって算出された補正走行経路上を走行するための制御信号を出力する主制御部と、この主制御部による制御信号を、所定条件に基づいて変更するバックアップ制御部と、を有し、補正走行経路算出部は、周辺物標検出部によって、第2の期間内において走行する走行経路上に回避すべき近接物標が検出された場合において、近接物標に対して自車両が走行可能な許容相対速度の上限ラインを設定すると共に、この上限ラインに基づいて目標走行経路を補正して、補正走行経路を算出するように構成され、バックアップ制御部は、第2の期間において走行する走行経路上には回避すべき近接物標が検出されていないが、第2の期間よりも後の、第1の期間内に走行する走行経路上に回避すべき遠方物標が検出されている場合には、検出された遠方物標に応じて補正走行経路を変更することを特徴としている。 In order to solve the problems described above, the present invention is a vehicle control device for assisting a driver to drive a vehicle, and a peripheral target detection unit for detecting a target present on a traveling route of the host vehicle; A target travel route calculation unit that calculates a target travel route on which the vehicle travels in a first period from the current time, and a target travel route calculated by the target travel route calculation unit are corrected to be more than the first period. A corrected traveling route calculation unit that calculates a corrected traveling route traveling in a short second period; and a main control unit that outputs a control signal for traveling on the corrected traveling route calculated by the corrected traveling route calculation unit; And a backup control unit that changes the control signal from the main control unit based on a predetermined condition, and the correction travel route calculation unit is configured to drive the travel route traveled within the second period by the peripheral target detection unit. When a close target object to be avoided is detected, the upper limit line of the allowable relative speed at which the vehicle can travel is set for the close target object, and the target travel path is corrected based on the upper limit line. The backup control unit is configured to calculate the correction traveling route, and the backup control unit does not detect a close target object to be avoided on the traveling route traveling in the second period, but the backup control unit is later than the second period. When the distant target to be avoided is detected on the traveling route traveling within the first period, the corrected traveling route is changed according to the detected distant target.
このように構成された本発明によれば、目標走行経路算出部は現時点から第1の期間内において自車両が走行する目標走行経路を算出する。補正走行経路算出部は、第1の期間よりも短い第2の期間内において走行する走行経路上に回避すべき近接物標が検出された場合には、近接物標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、この上限ラインに基づいて目標走行経路を補正して、補正走行経路を算出する。このように、回避すべき近接物標が存在する場合に、目標走行経路を補正した補正走行経路が算出されるので、車両制御装置の計算負荷を軽減することができる。さらに、第2の期間において走行する走行経路上には回避すべき近接物標が検出されていないが、第2の期間よりも後の、第1の期間内に走行する走行経路上に回避すべき遠方物標が検出されている場合において、バックアップ制御部により、検出された遠方物標に応じて補正走行経路が変更される。このため、補正走行経路が計算される区間よりも先に存在する遠方物標に対しても余裕を持って対処することができ、運転支援によって運転者に与えられる違和感を少なくすることができる。 According to the present invention configured as described above, the target travel route calculation unit calculates a target travel route on which the vehicle travels in the first period from the present time. The corrected travel route calculation unit can drive the vehicle with respect to the proximity target when the proximity target to be avoided is detected on the travel route traveling in the second period shorter than the first period. The upper limit line of the allowable relative speed is set, the target travel route is corrected based on the upper limit line, and the corrected travel route is calculated. As described above, when there is a close target object to be avoided, a correction travel path obtained by correcting the target travel path is calculated, so that the calculation load of the vehicle control device can be reduced. Furthermore, although a close target object to be avoided is not detected on the traveling route traveling in the second period, it is avoided on the traveling route traveling in the first period after the second period. In the case where the distant target is detected, the backup control unit changes the correction traveling route according to the detected remote target. For this reason, it is possible to cope with the distant target existing ahead of the section where the correction travel route is calculated, with a sufficient margin, and it is possible to reduce the uncomfortable feeling given to the driver by the driving support.
本発明において、好ましくは、バックアップ制御部は、遠方物標が検出されている場合において、自車両の走行速度を低下させるように補正走行経路を変更する。 In the present invention, preferably, the backup control unit changes the corrected traveling route so as to reduce the traveling speed of the host vehicle when the distant target is detected.
このように構成された本発明によれば、遠方物標が検出されている場合に、バックアップ制御部が自車両の走行速度を低下させるように補正走行経路を変更するので、余裕を持って遠方物標を回避することができ、運転支援によって運転者に与えられる違和感を少なくすることができる。 According to the present invention configured as described above, when the distant target is detected, the backup control unit changes the correction traveling route so as to lower the traveling speed of the own vehicle, so that the distance is distant with a margin. The target can be avoided, and the driver assistance can reduce the discomfort given to the driver.
本発明において、好ましくは、バックアップ制御部は、遠方物標が検出されている場合において、遠方の走行経路上に回避すべき物標が存在することを運転者に報知する。 In the present invention, preferably, when the distant target is detected, the backup control unit informs the driver that there is a target to be avoided on the distant traveling route.
このように構成された本発明によれば、遠方物標が検出されている場合において、遠方の走行経路上に回避すべき物標が存在することが運転者に報知されるので、運転者に対し遠方物標に対する注意を促し、補正走行経路が変更されることによる違和感を軽減することができる。 According to the present invention configured as described above, when the distant target is detected, the driver is informed that the target to be avoided is present on the distant traveling route, so that the driver is notified. In this case, it is possible to alert the user to a distant target and reduce the discomfort due to the change in the correction travel route.
本発明において、好ましくは、バックアップ制御部は、遠方物標と自車両との間の相対速度が所定値以下である場合には、補正走行経路の変更を行わない。 In the present invention, preferably, the backup control unit does not change the corrected travel route when the relative speed between the distant target and the vehicle is equal to or less than a predetermined value.
走行中の自車両に対する相対速度が低い遠方物標は、先行車両である可能性が高く、これを回避するための運転行動が必要になるまでには長い時間がある。上記のように構成された本発明によれば、遠方物標と自車両との間の相対速度が所定値以下である場合には、補正走行経路が変更されないので、現時点において対処の必要がない遠方物標に対して補正走行経路が変更され、運転者に強い違和感を与えるのを防止することができる。 A distant target with a low relative velocity with respect to the traveling vehicle is likely to be a leading vehicle, and there is a long time before a driving action is required to avoid this. According to the present invention configured as described above, when the relative velocity between the distant target and the vehicle is equal to or less than the predetermined value, the correction travel route is not changed, and no action is required at this time. It is possible to prevent the driver from having a strong sense of incongruity because the correction travel route is changed for the distant target.
本発明の車両制御装置によれば、車両制御装置における計算負荷を軽減しながら、運転者に違和感を与えにくくすることができる。 According to the vehicle control device of the present invention, it is possible to make it difficult for the driver to feel discomfort while reducing the calculation load in the vehicle control device.
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1Aは車両制御装置の構成図であり、図1Bは運転者操作部の詳細を示す図であり、図2は車両制御装置の制御ブロック図である。 Hereinafter, a vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. First, the configuration of the vehicle control device will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1A is a block diagram of a vehicle control device, FIG. 1B is a diagram showing details of a driver operation unit, and FIG. 2 is a control block diagram of the vehicle control device.
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。
The
図1A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35を備えている。複数のセンサ及びスイッチには、前方カメラである車室外カメラ20、車室内カメラ21,ミリ波レーダ22,車両の挙動を検出する複数の挙動センサ(車速センサ23,加速度センサ24,ヨーレートセンサ25)及び運転者の挙動を検出する複数の挙動センサ(操舵角センサ26,アクセルセンサ27,ブレーキセンサ28),測位システム29,ナビゲーションシステム30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。
As shown in FIG. 1A, a
図1Bに示すように、運転者操作部35は、運転者が操作可能なように車両1の車室内に設けられており、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するための運転支援モード設定部として機能する。運転者操作部35には、速度制限モードを設定するためのISAスイッチ36aと、先行車追従モードを設定するためのTJAスイッチ36bと、自動速度制御モードを設定するためのACCスイッチ36cが設けられている。さらに、運転者操作部35には、先行車追従モードにおける車間距離を設定するための距離設定スイッチ37aと、自動速度制御モード等における車速を設定するための車速設定スイッチ37bと、を備えている。
As shown in FIG. 1B, the
図1A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35から受け取った運転支援モード選択信号や設定車速信号、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を出力可能に構成されている。
The
車室外カメラ20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、障害物等)を特定する。また、車両1の側方や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、本実施形態においては、運転中の運転者を撮像する車室内カメラ21も車両に備えられている。なお、ECU10は、交通インフラや車々間通信等によって、車載通信機器を介して外部から対象物の情報を取得してもよい。
The
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、レーザレーダや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。
The
車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出する。
加速度センサ24は、車両1の加速度(前後方向の縦加速度、横方向の横加速度)を検出する。なお、加速度は、増速側(正)及び減速側(負)を含む。
ヨーレートセンサ25は、車両1のヨーレートを検出する。
操舵角センサ26は、車両1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する。
アクセルセンサ27は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。
ブレーキセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
The
The
The
The steering angle sensor 26 detects the rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the vehicle 1.
The
The
測位システム29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30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。
The
The
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。
The
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。
The
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。
The
図2に示すように、ECU10は、入力処理部10a、対象物標選択部10b、目標走行経路算出部10c、補正走行経路算出部10d、バックアップ制御部10e、及び主制御部10f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。
As shown in FIG. 2, the
入力処理部10aは、車室外カメラ20、及びその他の各センサ、運転者操作部35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。この入力処理部10aは、走行路面を撮像した車室外カメラ20の画像を解析し、自車両が走行している走行車線(車線の両側の区画線)を検出する画像解析部として機能する。また、入力処理部10aは、ミリ波レーダ22等のセンサからの入力信号や、車室外カメラ20の画像の解析に基づいて、自車両の周囲に存在する周辺物標を認識するように構成されている。従って、入力処理部10aは、自車両の走行経路上に存在する物標を検出する周辺物標検出部として機能する。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。また、周辺物標検出部は、現在の車速で走行する自車両が、現時点から第1の期間内に到達する範囲に存在する物標を検出するように構成されている。なお、本実施形態においては、第1の期間は約6秒に設定されている。
The
対象物標選択部10bは、入力処理部10aにおいて認識された多数の周辺物標の中から、自車両の運転支援に関係する対象物標を選択するように構成されている。例えば、自車両の進行方向に存在する周辺の車両や、道路標識、横断歩道、歩行者等が、対象物標選択部10bによって対象物標として選択される。本実施形態においては、対象物標選択部10bは、入力処理部10aによって認識された約35種類の対象物の中から、5つ程度の対象物を対象物標として選択するように構成されている。対象物標選択部10bによって選択される対象物標は、自車両の走行状態や、設定されている運転支援モードに応じて変更される。
The target
目標走行経路算出部10cは、ミリ波レーダ22、車室外カメラ21、その他の各センサ等からの入力情報に基づいて、自車両1が第1の期間内において走行する目標走行経路を算出するように構成されている。
The target travel
補正走行経路算出部10dは、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を補正して、第1の期間よりも短い第2の期間において自車両1が走行する範囲の補正走行経路を算出するように構成されている。例えば、補正走行経路算出部10dは、対象物標選択部10bによって選択された回避すべき対象物標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、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を補正する。なお、本実施形態においては、第2の期間は約3秒に設定されている。
The corrected travel
さらに、補正走行経路算出部10dは、車両が走行可能な許容相対速度の上限ライン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、補正走行経路算出部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最適な補正走行経路として決定するように構成されている。即ち、補正走行経路算出部10dは、上限ライン、所定の評価関数及び所定の制約条件に基づいて目標走行経路を補正して、補正走行経路を算出する。また、本実施形態においては、最適な補正走行経路を決定するための制約条件は、選択されている運転支援モードや、運転者による運転状況に応じて異なるものが設定される。
Furthermore, the correction travel
主制御部10fは、補正走行経路算出部10dによって算出された補正走行経路上を走行するための制御信号を出力する。また、バックアップ制御部10eは、主制御部10fによる制御信号を、所定の条件に基づいて変更する。
ECU10は、主制御部10fによって出力された制御信号を、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、要求信号として出力する。また、主制御部10fの制御信号がバックアップ制御部10eによって変更された場合には、変更された制御信号が各制御システムに出力される。
The
The
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、ISAスイッチ36aを操作することにより実行される運転者操舵モードである速度制限モードと、TJAスイッチ36bを操作することにより実行される自動操舵モードである先行車追従モードと、ACCスイッチ36cを操作することにより実行される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。
Next, the driving support mode provided in the
<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。
<Preceding vehicle tracking mode>
The preceding vehicle follow-up mode is basically an automatic steering mode in which the vehicle 1 follows the preceding vehicle while maintaining a predetermined inter-vehicle distance between the vehicle 1 and the preceding vehicle according to the vehicle speed. Automatic steering control by 100, speed control (engine control, brake control), obstacle avoidance control (speed control and steering control).
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、この車線両端部を車室外カメラ20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30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、車室外カメラ20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。
In the preceding vehicle follow-up mode, different steering control and speed control are performed depending on whether or not detection of both ends of the lane is possible, and whether there is a preceding vehicle. Here, both ends of the lane are both ends of the lane on which the vehicle 1 travels (division lines such as white lines, road ends, curbs, median dividers, guard rails, etc.), and the boundaries between adjacent lanes and sidewalks etc. is there. The
また、本実施形態では、先行車検出部としてのECU10は、車室外カメラ20による画像データ、及びミリ波レーダ22のうちの前方レーダによる測定データにより、先行車を検出する。具体的には、車室外カメラ20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。
Further, in the present embodiment, the
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、入力処理部10aによって回避すべき周辺物標が検出された場合には、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。
In the following vehicle follow-up mode, regardless of the presence or absence of the preceding vehicle and whether or not detection of both ends of the lane, if the peripheral target object to be avoided is detected by the
<自動速度制御モード>
また、自動速度制御モードは、車速設定スイッチ37bを使用して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、運転者の意思が優先され、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。
<Automatic speed control mode>
The automatic speed control mode is a driver steering mode in which speed control is performed to maintain a predetermined set vehicle speed (constant speed) preset by the driver using the vehicle
<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、車室外カメラ20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。
<Speed limit mode>
The speed limit mode is a driver steering mode in which the speed control is performed so that the vehicle speed of the vehicle 1 does not exceed the speed limit by the speed sign or the set speed set by the driver. With speed control (engine control). The speed limit may be specified by the
<基本制御モード>
また、基本制御モードは、運転者操作部35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。
<Basic control mode>
Further, the basic control mode is a mode (off mode) when any driving support mode is not selected by the
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、それぞれ第1走行経路〜第3走行経路の説明図である。本実施形態では、ECU10に備えられた目標走行経路算出部10cが、以下の第1走行経路R1〜第3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、現時点から所定の第1の期間(例えば、6秒)が経過するまでの間の走行経路を計算する。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)について目標値が特定される。
Next, with reference to FIGS. 3 to 5, a plurality of travel routes calculated by the
なお、図3乃至図5における走行経路(第1走行経路〜第3走行経路)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。 In addition, the travel route (the first travel route to the third travel route) in FIGS. 3 to 5 is the periphery of a target on which the vehicle 1 travels or a target (an obstacle such as a parked vehicle or a pedestrian) around the travel route. It is calculated based on the shape of the traveling path, the traveling trajectory of the preceding vehicle, the traveling behavior of the vehicle 1, and the set vehicle speed without considering the detection information of the target. As described above, in the present embodiment, since the information of the peripheral target is not considered in the calculation, the overall calculation load of the plurality of travel routes can be suppressed low.
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。
In the following, for easy understanding, each travel route calculated when the vehicle 1 travels on the road 5 including the
(第1走行経路)
図3に示すように、第1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期間分だけ設定される。詳しくは、第1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。
(First travel route)
As shown in FIG. 3, the first travel route R1 is set for a predetermined period so as to keep the vehicle 1 traveling in the lane 5 L , which is a travel path, in accordance with the shape of the road 5. Specifically, the first travel route R1 is set so that the vehicle 1 maintains traveling near the center of the lane 5 L in the
目標走行経路算出部10cは、車室外カメラ20により撮像された車両1の周囲の画像データの画像認識処理を実行し、車線両端部6L,6Rを検出する。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、目標走行経路算出部10cは、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を算出する。また、ナビゲーションシステム30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、目標走行経路算出部10cは、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を読み取る。なお、上述のように、制限速度を外部からの無線通信により取得してもよい。
Target traveling
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、第1走行経路R1の複数の目標位置P1_kを設定する。
Target traveling
一方、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、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第1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のイン側に第1走行経路R1を設定してもよい。
On the other hand, the target traveling
第1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35の車速設定スイッチ37b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。さらに、目標走行経路算出部10cは、車両1の現在の挙動状態(即ち、車速,加速度,ヨーレート,操舵角,横加速度等)に応じて、目標位置P1_k,目標車速V1_kを適宜に補正する。例えば、現車速が設定車速から大きく異なっている場合は、車速を設定車速に近づけるように目標車速が補正される。
The target speed V1_k at each target position P1_k of the first travel route R1 is, in principle, the speed set by the driver using the vehicle
(第2走行経路)
また、図4に示すように、第2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の第1の期間分だけ設定される。目標走行経路算出部10cは、車室外カメラ20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の位置及び速度を継続的に計算して、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の走行軌跡を第2走行経路R2(目標位置P2_k、目標速度V2_k)として設定する。
(Second travel route)
Further, as shown in FIG. 4, the second traveling route R2 is set for a predetermined first period so as to follow the traveling locus of the preceding vehicle 3. Target traveling
(第3走行経路)
また、図5に示すように、第3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の第1の期間分だけ設定される。即ち、第3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。
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、所定期間分の第3走行経路R3の目標位置P3_kを計算する。ただし、目標走行経路算出部10cは、車線両端部が検出される場合、計算された第3走行経路R3が車線端部に近接又は交差しないように、目標位置P3_kを補正する。
(Third travel route)
Further, as shown in FIG. 5, the third travel route R3 is set for a predetermined first period based on the current driving state of the vehicle 1 by the driver. That is, the third travel route R3 is set based on the position and speed estimated from the current travel behavior of the vehicle 1.
The target travel
また、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、所定の第1の期間分の第3走行経路R3の目標速度V3_kを計算する。なお、目標速度V3_kが速度標識S等から取得された制限速度を超えてしまう場合は、制限速度を超えないように目標速度V3_kを補正してもよい。
Further, based on the current vehicle speed and acceleration of the vehicle 1, the target travel
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35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。
Next, the relationship between the driving support mode and the travel route in the
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、第1走行経路が適用される。この場合、車速設定スイッチ37b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、第2走行経路が適用される。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、第3走行経路が適用される。
When the preceding vehicle follow-up mode is selected, when both ends of the lane are detected, the first travel route is applied regardless of the presence or absence of the preceding vehicle. In this case, the set vehicle speed set by the vehicle
On the other hand, when the preceding vehicle follow-up mode is selected, the second travel route is applied when the both ends of the lane are not detected and the preceding vehicle is detected. In this case, the target speed is set in accordance with the vehicle speed of the preceding vehicle. Further, at the time of selection of the preceding vehicle follow-up mode, the third travel route is applied when both ends of the lane are not detected and no preceding vehicle is also detected.
また、自動速度制御モードの選択時には、第3走行経路が適用される。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、設定車速入力部37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。 Further, at the time of selection of the automatic speed control mode, the third travel route is applied. The automatic speed control mode is a mode for automatically executing speed control as described above, and the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 becomes the target speed. In addition, steering control is performed based on the operation of the steering wheel by the driver.
また、速度制限モードの選択時にも第3走行経路が適用される。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。 The third travel route is also applied when the speed limit mode is selected. The speed limit mode is also a mode in which the speed control is automatically executed as described above, and the target speed is set in a range equal to or less than the speed limit in accordance with the depression amount of the accelerator pedal by the driver. In addition, steering control is performed based on the operation of the steering wheel by the driver.
また、基本制御モード(オフモード)の選択時には、第3走行経路が適用される。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。 Further, at the time of selection of the basic control mode (off mode), the third travel route is applied. The basic control mode is basically the same as the state in which the speed limit is not set in the speed limit mode.
次に、図6乃至図8を参照して、本実施形態によるECU10の補正走行経路算出部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。
Next, with reference to FIG. 6 to FIG. 8, the travel route correction process executed in the corrected travel
In FIG. 6, the vehicle 1 travels on a traveling path (lane) 7 and is about to pass the vehicle 3 by passing the vehicle 3 while driving or stopping.
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。 Generally, when passing (or overtaking) an obstacle on the road or in the vicinity of the road (for example, a preceding vehicle, a parked vehicle, a pedestrian, etc.), the driver of the vehicle 1 operates in the lateral direction orthogonal to the traveling direction. A predetermined clearance or interval (lateral distance) is maintained between the vehicle 1 and the obstacle, and the vehicle 1 is decelerated to a speed that the driver of the vehicle 1 feels safe. More specifically, the smaller the clearance, the less the clearance for the obstacle, in order to avoid the danger that the preceding vehicle will suddenly change course, the pedestrian will come out from the blind spot of the obstacle, or the door of the parked vehicle will open. The relative speed is reduced.
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。 In general, when approaching the preceding vehicle from the rear, the driver of the vehicle 1 adjusts the speed (relative speed) in accordance with the inter-vehicle distance (longitudinal distance) along the traveling direction. Specifically, when the inter-vehicle distance is large, the approach speed (relative speed) is maintained large, but when the inter-vehicle distance is small, the approach speed is reduced. Then, at a predetermined inter-vehicle distance, the relative speed between both vehicles is zero. This is the same even if the preceding vehicle is a parked vehicle.
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。 Thus, the driver drives the vehicle 1 without danger while considering the relationship between the distance between the obstacle and the vehicle 1 (including lateral distance and longitudinal distance) and the relative speed. ing.
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(速度分布領域40)を設定するように構成されている。速度分布領域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の相対速度が速度分布領域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。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the vehicle 1 is placed around the obstacle (lateral area, rear area, etc.) with respect to the obstacle detected from the vehicle 1 (for example, the parked vehicle 3). And over the front area) or at least between the obstacle and the vehicle 1, configured to set a two-dimensional distribution (speed distribution area 40) defining an allowable upper limit value for the relative speed in the traveling direction of the vehicle 1 There is. In the
図6から分かるように、速度分布領域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、第2の期間(例えば約3秒)に亘る補正走行経路が算出される。
As can be seen from FIG. 6, in principle, the lower the lateral distance and the vertical distance from the obstacle (the closer to the obstacle), the smaller the upper limit of the relative speed becomes. It is set. Further, in FIG. 6, equal relative velocity lines in which points having the same allowable upper limit value are connected are shown for ease of understanding. The equal relative speed lines a, b, c, d correspond to 0 km / h, 20 km / h, 40 km / h, and 60 km / h, respectively, of the allowable upper limit value V lim . In this example, each equal relative velocity area is set to be substantially rectangular. As described above, when the correction processing
なお、速度分布領域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。
The
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。 As shown in FIG. 7, when the vehicle 1 travels at a certain absolute speed, the allowable upper limit value V lim set in the lateral direction of the obstacle is 0 (zero) until the clearance X is D 0 (safety distance). It is km / h, and increases quadratically above D 0 (V lim = k (X−D 0 ) 2 , where X ≧ D 0 ). That is, since the safety clearance X is the vehicle 1 is the relative speed is zero at D 0 below. On the other hand, when the clearance X is D 0 or more, as the clearance is larger, the vehicle 1 is allowed to pass at a higher relative speed.
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。 In the example of FIG. 7, the allowable upper limit value in the lateral direction of the obstacle is defined by V lim = f (X) = k (X−D 0 ) 2 . Here, k is a gain coefficient related to the degree of change of V lim with respect to X, and is set depending on the type of obstacle or the like. Further, D 0 is also set depending on the type of obstacle or the like.
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。 In the present embodiment, V lim is defined to be a quadratic function of X. However, the present invention is not limited to this and may be defined by another function (for example, a linear function or the like). Further, although the allowable upper limit value V lim in the lateral direction of the obstacle has been described with reference to FIG. 7, the same may be applied to all radial directions including the longitudinal direction of the obstacle. At that time, the coefficient k and the safety distance D 0 can be set according to the direction from the obstacle.
なお、速度分布領域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。
The
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,自動二輪で区別可能である。歩行者は、大人,子供,集団で区別可能である。 Further, in the present embodiment, the obstacle includes a vehicle, a pedestrian, a bicycle, a cliff, a ditch, a hole, a falling object and the like. Furthermore, vehicles can be distinguished by cars, trucks, and motorcycles. Pedestrians are distinguishable among adults, children and groups.
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、車室外カメラ20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。
As shown in FIG. 6, when the vehicle 1 is traveling on the traveling
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。
なお、障害物を回避するための補正走行経路は、現時点から所定の第2の期間において自車両1が走行すると想定される範囲について算出されるが、障害物の検出(位置、種類等の特定)は、第2の期間よりも長い第1の期間に自車両1が走行すると想定される範囲について実行される。
Further, the
In addition, although the correction travel route for avoiding the obstacle is calculated for a range where it is assumed that the vehicle 1 travels in a predetermined second period from the current time, detection of the obstacle (specifying the position, type, etc. ) Is executed for a range assumed to travel the own vehicle 1 in a first period longer than the second period.
ECU10に内蔵された補正走行経路算出部10dは、検知したすべての障害物(図6の場合、車両3)のうち、第2の期間内に自車両1が到達する範囲内にある障害物について、それぞれ速度分布領域40を設定する。そして、補正走行経路算出部10dは、車両1の速度が速度分布領域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する。
The correction traveling
即ち、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速度分布領域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、目標位置を変更することなく目標速度を低下させるか(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するか(図6の経路Rc3)、目標位置及び目標速度の両方が変更される(図6の経路Rc2)。
That is, when the vehicle 1 travels on the target traveling route, if the target speed exceeds the allowable upper limit defined by the
例えば、図6は、計算されていた目標走行経路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、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。
For example, FIG. 6 shows the case where the calculated target travel route R is a route traveling at a central position (target position) in the width direction of the
目標走行経路Rを走行すると、車両1は、速度分布領域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、補正走行経路算出部10dは、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目標走行経路Rを補正して、補正後の目標走行経路Rc1を生成する。即ち、補正後の目標走行経路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。
When traveling on the target traveling route R, the vehicle 1 crosses the equal relative velocity lines d, c, c, d of the
また、目標走行経路Rc3は、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。補正走行経路算出部10dは、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目標位置を変更するように目標走行経路Rを補正して、目標走行経路Rc3を生成する。したがって、目標走行経路Rc3の目標速度は、目標走行経路Rの目標速度であった60km/hに維持される。
Further, the target travel route Rc3 is set so as to travel outside the equal relative speed line d (corresponding to a relative velocity of 60 km / h) without changing the target velocity (60 km / h) of the target travel route R. Route. The corrected travel
また、目標走行経路Rc2は、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。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。 Further, the target travel route Rc2 is a route in which both the target position and the target speed of the target travel route R have been changed. In the target travel route Rc2, the target speed is not maintained at 60 km / h, and gradually decreases as the vehicle 3 is approached, and then gradually increases up to the original 60 km / h as the distance from the vehicle 3 Be done.
目標走行経路Rc1のように、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、目標走行経路Rc3のように、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、目標走行経路Rc2のように、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)。
The correction that changes only the target speed without changing the target position of the target travel route R like the target travel route Rc1 can be applied to a driving support mode that involves speed control but does not involve steering control ( For example, automatic speed control mode, speed limit mode, basic control mode).
Further, as in the target travel route Rc3, the correction for changing only the target position without changing the target speed of the target travel route R can be applied to the driving support mode with steering control (for example, following vehicle mode).
Further, as in the target travel route Rc2, a correction that changes both the target position and the target speed of the target travel route R can be applied to the driving support mode with speed control and steering control (for example, the following vehicle follow-up mode ).
次に、ECU10に内蔵された補正走行経路算出部10dは、設定可能な補正走行経路の中から、センサ情報等に基づいて、最適な補正走行経路を決定する。即ち、補正走行経路算出部10dは、設定可能な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補正走行経路を決定する。
Next, among the settable corrected travel routes, the corrected travel
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。補正走行経路算出部10dは、最適な補正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補正走行経路を算出する(最適化処理)。
The
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、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。 The evaluation function J has a plurality of evaluation factors. The evaluation factors in this example are, for example, velocity (longitudinal and lateral), acceleration (longitudinal and lateral), acceleration variation (longitudinal and lateral), yaw rate, lateral position relative to lane center, vehicle angle, steering It is a function for evaluating the quality of a plurality of travel routes obtained by correcting the target travel route with regard to corners and other software constraints.
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。 The evaluation factors include an evaluation factor related to the longitudinal behavior of the vehicle 1 (longitudinal evaluation factor: longitudinal velocity, acceleration, acceleration change amount, etc.) and an evaluation factor related to the lateral behavior of the vehicle 1 (horizontal evaluation factor) : Lateral velocity, acceleration, acceleration change amount, yaw rate, lateral position with respect to lane center, vehicle angle, steering angle, etc. are included.
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。
In the present embodiment, the evaluation function J is described by the following equation.
式中、Wk(Xk−Xrefk)2は評価ファクタ、Xkは補正走行経路の評価ファクタに関する物理量、Xrefkは目標走行経路(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(例えば、0≦Wk≦1)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、目標走行経路(補正前)の物理量に対する補正走行経路の物理量の差の2乗の和を重み付けして、所定の第2の期間(例えば、N=3秒)の走行経路長にわたって合計した値に相当する。 Where Wk (Xk-Xrefk) 2 is an evaluation factor, Xk is a physical quantity related to the evaluation factor of the corrected travel route, Xrefk is a physical quantity related to the evaluation factor of the target travel route (before correction), Wk is a weight value of the evaluation factor (for example, It is 0 <= Wk <= 1) (however, k = 1-n). Therefore, the evaluation function J of the present embodiment weights the sum of the squares of the differences of the physical quantities of the corrected travel route with respect to the physical quantities of the target travel route (before correction) for the physical quantities of n evaluation factors. This corresponds to the value summed over the traveling path length of two periods (for example, N = 3 seconds).
本実施形態においては、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が極小値となる走行経路が、補正走行経路算出部10dによって最適な補正走行経路として算出される。
In the present embodiment, the evaluation function J has a smaller value as the evaluation of the travel route corrected the target travel route is higher, so the travel route with the evaluation function J having a minimum value is optimum by the correction travel
制約条件は、補正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補正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。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は、補正走行経路算出部10dによって、周辺物標に対して自車両が走行可能な許容相対速度の上限ライン(図6)、上述した評価関数J、及び制約条件に基づいて補正され、補正走行経路が算出される。即ち、周辺物標に対する許容相対速度の上限ラインを越えないように変更された走行経路のうち、各制約条件を満足すると共に、評価関数の値が最も小さくなる走行経路が最適な補正走行経路として算出される。
The constraint condition is a condition that the correction travel route needs to be satisfied, and by narrowing the correction travel route to be evaluated by the constraint condition, it becomes possible to reduce the calculation load required for the optimization processing by the evaluation function J. Calculation time can be shortened. The target travel route calculated by the target travel
例えば、自動操舵モードである先行車追従モードの実行中であり、且つ車室外カメラ20によって車線が検出されている場合には、目標走行経路算出部10cは、車線両側の区画線の中央に目標走行経路Rを設定し、補正走行経路算出部10dは、制約条件として、検出された車線(両側の区画線の外側の領域)を設定する。即ち、車線が検出されている場合には、先行車追従モードの実行中であっても、車線の中央に目標走行経路Rが設定され、車線の外側の領域に制約条件が設定される。このように制約条件が設定されることにより、補正走行経路算出部10dは、車両1が車線の外側の領域に侵入しない範囲で目標走行経路Rを補正する。
For example, when the preceding vehicle following mode which is the automatic steering mode is being executed, and the lane is detected by the camera outside the
一方、先行車追従モードにおいて、車線が検出されず、且つ先行車両が検出されている場合には、先行車の走行軌跡が目標走行経路Rとして設定される。さらに、この目標走行経路R(先行車両の走行軌跡)を自車両が走行した場合における推定走行経路を中心とする自車幅よりも外側の領域が制約条件として設定される。このように、先行車の走行軌跡と同一の経路を自車が走行した場合において、自車が通る領域の外側が制約条件として設定される。このように制約条件が設定されることにより、補正走行経路算出部10dは、車両1が推定走行経路を中心とする自車幅よりも外側の領域に侵入しない範囲で目標走行経路Rを補正する。
On the other hand, when the lane is not detected and the preceding vehicle is detected in the following vehicle follow-up mode, the traveling locus of the preceding vehicle is set as the target traveling route R. Further, a region outside the vehicle width centering on the estimated traveling route when the vehicle travels on the target traveling route R (traveling trajectory of the preceding vehicle) is set as a constraint condition. As described above, when the vehicle travels on the same route as the traveling trajectory of the preceding vehicle, the outside of the region through which the vehicle passes is set as the constraint condition. By setting the constraint conditions in this manner, the corrected travel
さらに、先行車追従モードにおいて、車線及び先行車両が検出されていない場合には、運転者の意志による現在の運転状況が継続された場合に車両が走行すると推定される推定走行経路が目標走行経路Rとして設定され、この推定走行経路を中心として、自車幅よりも外側の領域が制約条件として設定される。即ち、先行車両が検出されていない場合には、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Rを基準とした制約条件が設定される。このように制約条件が設定されることにより、補正走行経路算出部10dは、車両1が、推定走行経路を中心として自車幅よりも外側の領域に侵入しない範囲で目標走行経路Rを補正する。
Furthermore, if the lane and the preceding vehicle are not detected in the following vehicle follow-up mode, the estimated traveling route estimated to be traveled by the vehicle when the current driving situation is continued by the driver's will is the target traveling route It is set as R, and an area outside the vehicle width is set as a constraint condition around this estimated traveling route. That is, when the preceding vehicle is not detected, the constraint condition based on the target travel route R calculated by the target travel
また、先行車追従モード以外の制御モードにおいて、車線が検出されている場合には、運転者の意志による現在の運転状況が継続された場合に車両が走行すると推定される推定走行経路が目標走行経路Rとして設定される。例えば、車両1が、車線内において、車線中央よりも左側の区画線に近い位置を、運転者の意志により走行している場合には、この運転状況が継続すれば、車両1は左側の区画線に近い位置を走行し続けると推定される。このような場合には、推定される走行経路である車線中央よりも左側の区画線に近い位置が、目標走行経路Rとして設定される。さらに、この推定走行経路を中心として、自車幅よりも外側の領域であり、車線両側の区画線よりも外側の領域である領域が制約条件として設定される。 In addition, in a control mode other than the preceding vehicle follow-up mode, when the lane is detected, the estimated travel route estimated to be traveled by the vehicle when the current driving condition by the driver continues is the target travel It is set as a route R. For example, when the vehicle 1 travels in a lane at a position near the lane line on the left side of the lane center by the driver's will, if this driving situation continues, the vehicle 1 is on the left zone It is estimated to keep traveling near the line. In such a case, a position closer to the lane line on the left side than the lane center which is the estimated travel route is set as the target travel route R. Further, an area which is an area outside the vehicle width and which is an area outside the lane lines on both sides of the lane with respect to the estimated travel route is set as a constraint.
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。 The vehicle model defines the physical motion of the vehicle 1 and is described by the following equation of motion. This vehicle model is a two-wheel model shown in FIG. 8 in this example. By defining the physical movement of the vehicle 1 by the vehicle model, it is possible to calculate a corrected traveling route with reduced discomfort when traveling, and at the same time to make the optimization process by the evaluation function J converge early. it can.
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は車両重心点と前車軸間の距離、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、補正走行経路算出部10dは、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補正走行経路を算出する。
In FIG. 8 and Equations (1) and (2), m is the mass of the vehicle 1, I is the yawing moment of the vehicle 1, l is the wheel base, l f is the distance between the vehicle center of gravity and the front axle, l r is the distance between the vehicle center of gravity and a rear axle, K f is tire cornering power per wheel one wheel, K r is a tire cornering power per rear one wheel, V is the vehicle 1 speed, [delta] is the actual steering angle of the front wheels, β is the side slip angle of the center of gravity of the vehicle, r is the yaw angular velocity of the vehicle 1, θ is the yaw angle of the vehicle 1, y is the lateral displacement of the vehicle 1 relative to the absolute space, and t is time.
As described above, the correction travel
次に、補正後の走行経路が満足すべき走行パラメータに関する制約条件を説明する。
上述したように、ECU10の目標走行経路算出部10cは目標走行経路Rを算出し、この目標走行経路Rは、補正走行経路算出部10dによって、上記各制約条件を満足するように補正される。これに加えて補正走行経路算出部10dは、制約条件として、走行パラメータの制限値をも満足するように目標走行経路Rを補正する。即ち、補正された走行経路が上記の走行位置に関する制約条件を満足しているとしても、自車両1の運動性能に対して実現困難な走行経路であったり、車両の乗員に不快感を与える走行経路であったりしては、採用することができない。このため、本実施形態においては、車両の加速度等、自車両の運動に関する走行パラメータに対しても制約条件を設けている。
Next, the constraint condition regarding the driving | running | working parameter which the driving | running route after correction | amendment should be satisfied is demonstrated.
As described above, the target travel
即ち、本実施形態では、先行車追従モード(TJA)において、自車の前後加速度が±3m/s2以内に制限され、自車の横加速度が±4m/s2以内に制限され、自車の前後加加速度が±5m/s3以内に制限され、自車の横加加速度が±2m/s3以内に制限され、自車の操蛇角が±90deg以内に制限され、自車の操蛇角速度が±90deg/s以内に制限され、自車のヨーレートが±10deg/s以内に制限される。このように、自動操舵モードである先行車追従モードにおいては、制約条件が走行パラメータの絶対値として与えられ、走行パラメータにこのような制約条件を設けることにより、車両の乗員に大きなG(加速度)が作用し、不快感を与えるのを防止している。 That is, in the present embodiment, in the preceding vehicle following mode (TJA), the longitudinal acceleration of the vehicle is limited to ± 3 m / s 2 , and the lateral acceleration of the vehicle is limited to ± 4 m / s 2. Front-to-back acceleration is limited to ± 5 m / s 3 , lateral acceleration of the vehicle is limited to ± 2 m / s 3 , and the steering angle of the vehicle is limited to ± 90 deg. The angular velocity is limited to ± 90 deg / s, and the yaw rate of the vehicle is limited to ± 10 deg / s. Thus, in the preceding vehicle following mode which is the automatic steering mode, the constraint condition is given as an absolute value of the travel parameter, and by providing such a constraint condition in the travel parameter, a large G (acceleration) of the vehicle occupant To prevent it from acting and causing discomfort.
次に、図9を参照して、ECU10による制御信号の生成手順を説明する。図9は、車室外カメラ20及びその他の各センサからの入力情報に基づいて、ECU10により制御信号を生成する手順を示すフローチャートである。この図9に示すフローチャートによる処理は、運転支援制御の実行中において、所定の時間間隔で繰り返し実行される。本実施形態においては、図9に示すフローチャートの処理は、目標走行経路や補正走行経路を更新する時間間隔である約0.1秒毎に実行される。
Next, with reference to FIG. 9, a procedure of generating a control signal by the
まず、図9のステップS1においては、車室外カメラ20及びその他の各センサからの入力情報に基づいて、車両1が走行している走行路の情報や、車両状態の情報が検出される。このステップS1における処理は、主としてECU10の入力処理部10aによって実行される。走行路の情報としては、車両1が走行している車線の幅や、直線道路か、カーブした道路か等の道路形状に関する情報が、主として車室外カメラ20によって撮像された画像から検出される。また、車両状態の情報としては、車速センサ23によって測定された現在の車速や、操蛇角センサ26によって測定された現在の操舵角、アクセルセンサ27によって測定されたアクセルペダルの踏み込み量等が検出される。
First, in step S1 of FIG. 9, information of a traveling path on which the vehicle 1 is traveling and information of a vehicle state are detected based on input information from the
次に、ステップS2においては、主としてミリ波レーダ22や車室外カメラ20からの入力情報に基づいて、車両1の周辺に存在する物標の情報が検出(認識)される。ステップS2において検出される物標は、本実施形態においては、目標走行経路が生成される第1の期間である約6秒後までに車両1が到達する可能性のある範囲に存在する物標であり、先行車、歩行者、障害物、信号、道路標識、横断歩道等が検出される。このステップS2における物標の検出処理も、主としてECU10の入力処理部10aによって実行される。
さらに、ステップS2においては、検出された周辺物標の中から走行経路の算出に必要な対象物標が選択される。この周辺物標から対象物標を選択する処理は、主としてECU10の対象物標選択部10bによって実行される。
Next, in step S2, information of a target existing around the vehicle 1 is detected (recognized) based mainly on input information from the
Furthermore, in step S2, a target target required for calculation of the travel route is selected from among the detected peripheral targets. The process of selecting a target object from the peripheral objects is mainly performed by the target
次いで、ステップS3においては、ステップS1において検出された走行路情報、車両状態情報、及びステップS2において検出、選択された対象物標の情報に基づいて目標走行経路(図3乃至図5)が算出される。上述したように、本実施形態においては、現時点から第1の期間である約6秒後までの目標走行経路が生成される。このステップS3における目標走行経路の算出は、主としてECU10の目標走行経路算出部10cによって実行される。上述したように、目標走行経路は設定されている運転支援モードに応じて設定される走行経路であり、目標走行経路の算出には、対象物標選択部10bによって選択された先行車や、歩行者、障害物等は加味されない。
Next, in step S3, the target travel route (FIGS. 3 to 5) is calculated based on the travel path information detected in step S1, the vehicle state information, and the information of the target object detected and selected in step S2. Be done. As described above, in the present embodiment, the target travel route from the current time to about six seconds after the first period is generated. The calculation of the target travel route in step S3 is mainly performed by the target travel
さらに、ステップS4においては、ステップS3において算出された目標走行経路、及びステップS2において検出、選択された対象物標の情報に基づいて、目標走行経路が補正され、補正走行経路が算出される。この補正走行経路の算出は、目標走行経路が算出される第1の期間よりも短い第2の期間(本実施形態においては約3秒間)内の走行経路について行われる。このステップS4における補正走行経路の算出は、主としてECU10の補正走行経路算出部10dによって実行される。なお、目標走行経路上に回避すべき障害物等が存在しない場合には、目標走行経路は補正されず、目標走行経路と補正走行経路は同一になる。
Further, in step S4, the target travel route is corrected based on the information on the target travel route calculated in step S3 and the target target detected and selected in step S2, and the corrected travel route is calculated. The calculation of the correction travel route is performed for the travel route within a second period (about 3 seconds in the present embodiment) shorter than the first period for which the target travel route is calculated. The calculation of the corrected travel route in step S4 is mainly performed by the corrected travel
目標走行経路上に回避すべき障害物等の物標が存在する場合には、この物標との衝突を回避するために、物標に対して車両1が走行可能な許容相対速度の上限ラインが設定される(図6)。さらに、補正走行経路算出部10dは、許容相対速度の上限ラインを越えないように複数の走行経路(例えば、図6のRc1〜Rc3)を生成すると共に、これらの走行経路の中から、所定の制約条件を満足しないものを排除する。さらに、排除されずに残った各走行経路について評価関数Jを計算し、この値の極値(極小値)に対応する走行経路が、補正走行経路として算出される。
When a target such as an obstacle to be avoided exists on the target travel route, the upper limit line of the allowable relative speed at which the vehicle 1 can travel with respect to the target to avoid a collision with the target Is set (FIG. 6). Furthermore, the correction travel
次に、ステップS5においては、ステップS4において生成された補正走行経路に回避すべき物標である近接物標が存在したか否かが判断される。即ち、補正走行経路を生成した、現時点から第2の期間内に走行する経路に回避すべき物標が存在したか否かが判断される。回避すべき物標が存在した場合にはステップS6に進み、存在しない場合にはステップS7に進む。 Next, in step S5, it is determined whether or not there is a close target, which is a target to be avoided, in the corrected traveling route generated in step S4. That is, it is determined whether or not there is a target to be avoided in the route which travels within the second period from the current time, which has generated the corrected traveling route. If there is a target to be avoided, the process proceeds to step S6. If not, the process proceeds to step S7.
ステップS6においては、ECU10の主制御部10fにより、補正走行経路算出部10dによって生成された補正走行経路を走行するための制御信号が生成され、図9のフローチャートの1回の処理を終了する。ステップS6において生成される制御信号は、現時点から第2の期間内に走行する経路に存在する近接物標を回避するために、目標走行経路を補正した補正走行経路となっている。
In step S6, the
一方、ステップS5において、補正走行経路に、回避すべき物標である近接物標が存在しないと判断された場合には、ステップS7に進み、そこでは補正走行経路よりも先に、回避すべき物標である遠方物標が存在するか否かが判断される。即ち、補正走行経路が生成された現時点から第2の期間よりも後の、第1の期間内に走行する走行経路上に、回避すべき遠方物標が存在するか否かが判断される。本実施形態においては、第2の期間が約3秒であり、第1の期間が約6秒であるため、ステップS7においては、現時点の約3秒後から約6秒後までの間に走行する走行経路に回避すべき遠方物標が存在するか否かが判断される。 On the other hand, if it is determined in step S5 that the corrected traveling route does not have a close target which is a target to be avoided, the process proceeds to step S7, where the avoidance should be performed before the corrected traveling route. It is judged whether the distant target which is a target exists. That is, it is determined whether or not there is a distant target to be avoided on the traveling route traveling within the first period after the second period from the current time when the correction traveling route is generated. In the present embodiment, since the second period is about 3 seconds and the first period is about 6 seconds, in step S7, the vehicle travels between about 3 seconds after the current time and about 6 seconds after the current time. It is determined whether there is a distant target to be avoided in the traveling route.
ステップS7において回避すべき遠方物標が存在しないと判断された場合にはステップS6に進み、そこで主制御部10fにより補正走行経路を走行するための制御信号が生成される。この場合においては、走行経路上に近接物標も、遠方物標も検出されていないので、補正走行経路は、ステップS3において生成された目標走行経路と同一の走行経路となる。
If it is determined in step S7 that the distant target to be avoided does not exist, the process proceeds to step S6, where the
一方、ステップS7において回避すべき遠方物標が存在すると判断された場合にはステップS8に進み、そこで自車両1と遠方物標との間の相対速度が所定値よりも大きいか否かが判断される。なお、本実施形態においては、自車両1と遠方物標が相対速度約20km/hよりも大きい速度で接近している場合に、それらの間の相対速度が所定値よりも大きいと判断される。自車両1と遠方物標の相対速度が所定値以下である場合には、ステップS6に進み、そこで主制御部10fにより補正走行経路を走行するための制御信号が生成される。この場合においては、走行経路上に近接物標が検出されていないので、補正走行経路は、ステップS3において生成された目標走行経路と同一の走行経路となり、補正走行経路よりも先に存在する遠方物標の存在は走行経路には考慮されない。
On the other hand, if it is determined in step S7 that there is a distant target to be avoided, the process proceeds to step S8 where it is determined whether the relative velocity between the vehicle 1 and the distant target is larger than a predetermined value. Be done. In the present embodiment, when the own vehicle 1 and the distant target approach each other at a speed higher than the relative speed of about 20 km / h, it is determined that the relative speed between them is larger than a predetermined value. . If the relative speed between the vehicle 1 and the distant target is equal to or less than the predetermined value, the process proceeds to step S6, where the
即ち、自車両1と遠方物標の間の相対速度が低い場合には、その遠方物標は自車両1の前方を走行している先行車両である可能性が高い。さらに、その先行車両との間の相対速度が低いので、先行車両に追いつくまでに要する時間が長く、現時点の走行経路にこれを考慮する必要性が少ないため、相対速度が低い場合には遠方物標の存在は走行経路に考慮されない。また、先行車両の速度変化により相対速度は変動するため、遠方に存在する相対速度の低い遠方物標(先行車両)まで考慮して走行経路を生成すると制御が煩雑となり、不要な計算負荷の増大に繋がるので相対速度が低い遠方物標の存在は考慮されない。 That is, when the relative velocity between the host vehicle 1 and the distant target is low, the distant target is likely to be a preceding vehicle traveling in front of the host vehicle 1. Furthermore, since the relative speed with respect to the leading vehicle is low, it takes a long time to catch up with the leading vehicle, and it is less necessary to consider this in the current traveling route, so it is far The presence of a sign is not taken into account in the driving path. In addition, since the relative speed fluctuates due to the speed change of the preceding vehicle, generating a travel route taking into consideration even distant targets (preceding vehicles) with a low relative speed present in the distance complicates control and increases unnecessary calculation load Therefore, the presence of a distant target with a low relative velocity is not considered.
一方、ステップS8において、自車両1と遠方物標との間の相対速度が所定値よりも大きいと判断された場合には、ステップS9に進む。ステップS9においては、ECU10のバックアップ制御部10eが、ステップS4において生成された補正走行経路(この場合には目標走行経路と同一)を変更する。
On the other hand, if it is determined in step S8 that the relative velocity between the vehicle 1 and the distant target is larger than a predetermined value, the process proceeds to step S9. In step S9, the
図10は、ステップS9における処理が行われる状況の一例を示している。図10においては、自車両1が第2の期間に走行する走行経路内には近接物標が存在せず、第2の期間よりも後の、第1の期間内に走行する走行経路に遠方物標として駐車車両42が存在している。このような状況においては、自車両1が第2の期間に走行する走行経路内には近接物標が存在しないので、ECU10の補正走行経路算出部10dによる目標走行経路の補正は実行されない(補正走行経路と目標走行経路が同一になる)。
FIG. 10 shows an example of a state in which the process in step S9 is performed. In FIG. 10, there is no close target in the travel route where the vehicle 1 travels in the second period, and the travel route travels in the first period after the second period. A parking vehicle 42 is present as a target. In such a situation, since there is no close target in the travel route where the vehicle 1 travels in the second period, the correction of the target travel route by the correction travel
しかしながら、図10に示す状況から僅かに時間が経過すると、自車両1が駐車車両42に接近し、第2の期間に走行する走行経路の区間内に駐車車両42が入るようになる。この時点において、駐車車両42は、入力処理部10aにより近接物標として検出され、衝突を回避するための補正走行経路の算出に加味されるようになる。このように、駐車車両42は、自車両1の走行に伴って第2の期間に走行する走行経路の区間内に入ると補正走行経路の算出に加味されるようになるが、この走行経路の区間内に入る前に、駐車車両42に対する対処を始めておくことによって、より円滑な補正走行経路を生成することが可能になる。
However, when a little time passes from the situation shown in FIG. 10, the own vehicle 1 approaches the parked vehicle 42, and the parked vehicle 42 comes into the section of the traveling route traveling in the second period. At this time, the parked vehicle 42 is detected as a close target by the
バックアップ制御部10eは、後に駐車車両42が第2の期間に走行する走行経路の区間内に入ったとき、より円滑な補正走行経路を生成できるよう、現時点で生成された補正走行経路(目標走行経路と同じ)を変更するように構成されている。本実施形態においては、バックアップ制御部10eは、図10に示す如き状況において、現時点で生成された補正走行経路の走行速度を低下させるように構成されている。このように走行速度を予め低下させておくことにより、駐車車両42が第2の期間に走行する走行経路の区間内に入ったとき、補正走行経路算出部10dは、駐車車両42を回避するための無理のない補正走行経路を生成することができる。
The
即ち、自車両1の速度を予め低下させておくことにより、駐車車両42の横を通過するとき、駐車車両42のより近くを走行することが許容される(図6参照)ので、回避のために必要とされる操舵角を小さく抑えることができる。また、駐車車両42が第2の期間に走行する走行経路の区間内に入る前に減速を開始しておくことにより、駐車車両42に到達するまでの間の減速度(負の加速度)を低く抑えることもできる。 That is, by lowering the speed of the own vehicle 1 in advance, it is permitted to travel closer to the parked vehicle 42 when passing by the parked vehicle 42 (see FIG. 6), so as to avoid it. The steering angle required for the vehicle can be kept small. In addition, the deceleration (negative acceleration) until reaching the parked vehicle 42 is reduced by starting the deceleration before the parked vehicle 42 enters the section of the travel route traveled in the second period. It can also be suppressed.
また、バックアップ制御部10eにより、補正走行経路の走行速度を低下させる減速度は、自車両1と遠方物標(駐車車両42等)との間の相対速度や、自車両1と遠方物標との間の距離に応じて変化させることもできる。例えば、自車両1と遠方物標の相対速度が高い場合には、遠方物標は早期に、第2の期間に走行する走行経路の区間内に入るので減速度を大きくし、相対速度が低い場合には第2の期間の走行経路に入るまでの時間が長いので減速度を小さくするように、バックアップ制御部10eを構成することもできる。同様に、自車両1と遠方物標との間の距離が短い場合には減速度を大きくし、距離が長い場合には減速度を小さくするようにバックアップ制御部10eを構成することもできる。
Further, the deceleration for reducing the traveling speed of the corrected traveling route by the
このように、本実施形態においては、第2の期間に走行する走行経路について補正走行経路を算出し、第2の期間の後、第1の期間内に走行する走行経路上に存在する遠方物標に基づいて補正走行経路の速度を変更している。このため、第2の期間よりも長い第1の期間に走行する走行経路について補正走行経路を算出した場合に比べ、補正走行経路を算出するための計算負荷を軽減しながら、遠方にある遠方物標をも考慮して、補正走行経路をより円滑なものにすることができる。 As described above, in the present embodiment, the corrected traveling route is calculated for the traveling route traveling in the second period, and after the second period, a distant object existing on the traveling route traveling in the first period The speed of the correction travel route is changed based on the mark. For this reason, compared with the case where the correction travel route is calculated for the travel route traveling in the first period longer than the second period, the distant object located far away is reduced while reducing the calculation load for calculating the correction travel route. The correction travel path can be made smoother also taking into consideration the mark.
次に、図9のステップS10において、バックアップ制御部10eは、走行経路上の遠方に回避すべき物標(駐車車両42)があることを運転者に報知する。このように、遠方物標として駐車車両42等が検出されている場合において、バックアップ制御部10eが走行経路上の遠方に回避すべき物標が存在することを運転者に報知するので、駐車車両42等に気づいていない運転者が、自車両1の減速に違和感を感じるのを抑制することができる。
さらに、ステップS11においては、ステップS9において変更された変更後の補正走行経路に基づいて制御信号が生成され、図9のフローチャートの1回の処理を終了する。
Next, in step S10 of FIG. 9, the
Furthermore, in step S11, a control signal is generated based on the changed corrected traveling route changed in step S9, and one process of the flowchart of FIG. 9 is ended.
本発明の実施形態の車両制御装置100によれば、回避すべき近接物標が存在する場合に、目標走行経路を補正した補正走行経路が算出されるので、車両制御装置100の計算負荷を軽減することができる。また、第2の期間において走行する走行経路上には回避すべき近接物標が検出されていないが、第2の期間よりも後の、第1の期間内に走行する走行経路上に回避すべき遠方物標(図10の駐車車両42)が検出されている場合において、バックアップ制御部10eにより、検出された遠方物標に応じて補正走行経路が変更(図9のステップS9)される。このため、補正走行経路が計算される区間よりも先に存在する遠方物標に対しても余裕を持って対処することができ、運転支援によって運転者に与えられる違和感を少なくすることができる。
According to the
また、本実施形態の車両制御装置100によれば、遠方物標(図10の駐車車両42)が検出されている場合に、バックアップ制御部10eが自車両1の走行速度を低下させるように補正走行経路を変更するので、余裕を持って遠方物標を回避することができ、運転支援によって運転者に与えられる違和感を少なくすることができる。
Further, according to the
さらに、本実施形態の車両制御装置100によれば、遠方物標(図10の駐車車両42)が検出されている場合において、遠方の走行経路上に回避すべき物標が存在することが運転者に報知される(図9のステップS10)ので、運転者に対し遠方物標に対する注意を促し、補正走行経路が変更(図9のステップS9)されることによる違和感を軽減することができる。
Furthermore, according to the
また、本実施形態の車両制御装置100によれば、遠方物標(図10の駐車車両42)と自車両1との間の相対速度が所定値以下である場合には、補正走行経路が変更されない(図9のステップS8→S6)ので、現時点において対処の必要がない遠方物標に対して補正走行経路が変更され、運転者に強い違和感を与えるのを防止することができる。
Further, according to the
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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be added to the above-described embodiments.
1 車両
10 車両制御演算部(ECU)
10a 入力処理部(周辺物標検出部)
10b 対象物標選択部
10c 目標走行経路算出部
10d 補正走行経路算出部
10e バックアップ制御部
10f 主制御部
20 車室外カメラ
21 車室内カメラ(前方カメラ)
22 ミリ波レーダ(前方レーダ)
23 車速センサ
24 加速度センサ
25 ヨーレートセンサ
26 操舵角センサ
27 アクセルセンサ
28 ブレーキセンサ
29 測位システム
30 ナビゲーションシステム
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
35 運転者操作部(運転支援モード設定部)
36a ISAスイッチ
36b TJAスイッチ
36c ACCスイッチ
37a 距離設定スイッチ
37b 車速設定スイッチ
40 速度分布領域
100 車両制御装置
1
10a Input processing unit (peripheral target detection unit)
10b Target
22 mm-wave radar (forward radar)
上述した課題を解決するために、本発明は、運転者による車両の運転を支援する車両制御装置であって、自車両の走行経路上に存在する物標を検出する周辺物標検出部と、現時点から第1の期間内において自車両が走行する目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、この目標走行経路算出部によって算出された目標走行経路を補正して、第1の期間よりも短い第2の期間において走行する補正走行経路を算出する補正走行経路算出部と、この補正走行経路算出部によって算出された補正走行経路上を走行するための制御信号を出力する主制御部と、この主制御部による制御信号を、所定条件に基づいて変更するバックアップ制御部と、を有し、補正走行経路算出部は、周辺物標検出部によって、第2の期間内において走行する走行経路上に回避すべき近接物標が検出された場合において、少なくとも近接物標から車両に向けて、近接物標に対する車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、この速度分布領域における許容上限値は近接物標から距離が離れるほど大きくなるように設定され、速度分布領域内において近接物標に対する車両の相対速度が許容上限値を超えないように、目標走行経路を補正して速度分布領域内を車両が走行するための複数の補正走行経路を算出し、走行経路上に回避すべき近接物標が検出されない場合には、目標走行経路を補正せずに補正走行経路として出力するように構成され、バックアップ制御部は、第2の期間において走行する走行経路上には回避すべき近接物標が検出されていないが、第2の期間よりも後の、第1の期間内に走行する走行経路上に回避すべき遠方物標が検出されている場合には、検出された遠方物標に応じて補正走行経路を変更することを特徴としている。 In order to solve the problems described above, the present invention is a vehicle control device for assisting a driver to drive a vehicle, and a peripheral target detection unit for detecting a target present on a traveling route of the host vehicle; A target travel route calculation unit that calculates a target travel route on which the vehicle travels in a first period from the current time, and a target travel route calculated by the target travel route calculation unit are corrected to be more than the first period. A corrected traveling route calculation unit that calculates a corrected traveling route traveling in a short second period; and a main control unit that outputs a control signal for traveling on the corrected traveling route calculated by the corrected traveling route calculation unit; And a backup control unit that changes the control signal from the main control unit based on a predetermined condition, and the correction travel route calculation unit is configured to drive the travel route traveled within the second period by the peripheral target detection unit. When the proximity target object to be avoided is detected, toward at least proximate target object to the vehicle, sets the speed distribution region that defines the distribution of the allowable upper limit of the relative velocity of the vehicle with respect to the proximity target object, the speed The allowable upper limit in the distribution area is set to increase as the distance from the close target increases, and the target travel route is corrected so that the relative velocity of the vehicle to the close target does not exceed the allowable upper limit in the speed distribution area. Then, a plurality of corrected travel routes for the vehicle to travel in the speed distribution region are calculated, and when a close target to be avoided is not detected on the travel route, the corrected travel route is not corrected. is configured to output as the backup control section is proximate target object to be avoided on the travel route to be in the second period is not detected, later than the second period, If the distant target object to be avoided on the travel route to be within 1 period is detected is characterized in that changes the correction driving route in accordance with the detected distant target object.
Claims (4)
自車両の走行経路上に存在する物標を検出する周辺物標検出部と、
現時点から第1の期間内において自車両が走行する目標走行経路を算出する目標走行経路算出部と、
この目標走行経路算出部によって算出された上記目標走行経路を補正して、上記第1の期間よりも短い第2の期間において走行する補正走行経路を算出する補正走行経路算出部と、
この補正走行経路算出部によって算出された上記補正走行経路上を走行するための制御信号を出力する主制御部と、
この主制御部による制御信号を、所定条件に基づいて変更するバックアップ制御部と、を有し、
上記補正走行経路算出部は、上記周辺物標検出部によって、上記第2の期間内において走行する走行経路上に回避すべき近接物標が検出された場合において、上記近接物標に対して自車両が走行可能な許容相対速度の上限ラインを設定すると共に、この上限ラインに基づいて上記目標走行経路を補正して、補正走行経路を算出するように構成され、
上記バックアップ制御部は、上記第2の期間において走行する走行経路上には回避すべき近接物標が検出されていないが、上記第2の期間よりも後の、上記第1の期間内に走行する走行経路上に回避すべき遠方物標が検出されている場合には、検出された上記遠方物標に応じて上記補正走行経路を変更することを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control apparatus for assisting a driver in driving a vehicle, the vehicle control apparatus comprising:
A peripheral target detection unit that detects a target present on the travel route of the host vehicle;
A target travel route calculation unit that calculates a target travel route on which the vehicle travels in a first period from the current time,
A corrected travel route calculation unit that corrects the target travel route calculated by the target travel route calculation unit and calculates a corrected travel route that travels in a second period shorter than the first period;
A main control unit that outputs a control signal for traveling on the corrected traveling route calculated by the corrected traveling route calculation unit;
A backup control unit that changes the control signal from the main control unit based on a predetermined condition;
The correction travel route calculation unit is configured to, when the proximity target object to be avoided is detected on the travel route traveling in the second period, by the peripheral target detection unit, An upper limit line of an allowable relative speed at which the vehicle can travel is set, and the target travel route is corrected based on the upper limit line to calculate a corrected travel route.
The backup control unit does not detect a close target to be avoided on the traveling route traveling in the second period, but travels within the first period after the second period. A vehicle control apparatus characterized in that the corrected traveling route is changed according to the detected distant target when the distant target to be avoided is detected on the traveling route.
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