CN105172792B - 车辆的行驶控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆的行驶控制装置。在利用自动驾驶的技术而执行超车控制时，根据后续车辆的行驶状态，在优选为不执行超车行驶本身的情况下，或例如即使进行用于超车的车道变更等也优选不超越前行车辆而返回原车道的情况下，适当地收集这些信息，向驾驶员通知、或自动地将车道变更到原车道。基于周边环境信息和行驶信息检测本车辆的行驶车道前方的作为超车对象的超车对象车辆，且基于周边环境信息将本车辆的行驶车道后方的后续车辆检测为原车道后续车辆，由此监视超车对象车辆和原车道后续车辆，并基于该监视结果对相对于超车对象车辆的超车行驶进行可变控制。

Description

车辆的行驶控制装置
技术领域
本发明特别涉及利用自动行驶的技术能够自如地超越车道前方的车辆的车辆行驶控制装置。
背景技术
近年来，在车辆中，开发并提出有为了使驾驶员的驾驶更舒适、安全地进行而利用了自动驾驶技术的多种方案。例如，在日本特开2009-248892号公报(以下，专利文献1)中公开了如下的行驶控制系统的技术，即基于本车辆和前行车辆的行驶状态，判定本车辆是否适合超越前行车辆，在判定为适合超越前行车辆的情况下，执行超车的准备动作，基于行驶环境和本车辆及前行车辆的行驶状态，例如识别出本车辆和前行车辆在单侧多车道的道路的行驶车道上行驶，在前方的预定距离范围内不存在信号灯和/或交叉口等，且在超车路径内不存在其它前行车辆，并且也不存在要进入超车路径内的后续车辆的情况下，判定为能够超越前行车辆，执行超越。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-248892号公报
发明内容
技术问题
根据上述的专利文献1中的行驶控制系统的技术，由于本车辆基于要执行超车行驶的行驶环境(交叉口、信号灯的有无等)、超车路径上的行驶车辆而进行超车，所以能够进行安全的超车行驶。然而，为了超越作为超车对象的前行车辆，通过用于超车的车道变更、车道变更后的加速、超车加速后的向原车道的车道变更等的复杂的行驶组合而进行，例如存在以下的情况，根据后续车辆的行驶状态，优选不执行超车行驶本身，或即使进行用于超车的车道变更等也优选不超越前行车辆而返回原车道，存在必须精确地预想到这些情况而进行超车行驶的问题。
本发明鉴于上述情况而完成，目的在于提供一种车辆的行驶控制装置，其在利用自动驾驶的技术而执行超车控制时，根据后续车辆的行驶状态，在优选不执行超车行驶本身的情况下，或例如即使进行用于超车的车道变更等也优选不超越前行车辆而返回原本的车道的情况下，能够适当地收集这些信息，通知驾驶员或自动地将车道变更到原车道等。
技术方案
本发明的车辆的行驶控制装置的一个方式，具备：周边环境识别单元，识别本车辆所行驶的周边环境；行驶信息检测单元，检测本车辆所行驶的行驶信息；超车对象车辆检测单元，基于上述周边环境信息和上述行驶信息检测本车辆的行驶车道前方的作为超车对象的超车对象车辆；原车道后续车辆检测单元，基于所述周边环境信息将本车辆的行驶车道后方的后续车辆检测为原车道后续车辆；超车控制单元，监视上述超车对象车辆和上述原车道后续车辆，基于开始进行超越上述超车对象车辆的超车控制中的超车动作之后将车道变更为超车车道的情况、在上述超车车道行驶的情况和将车道从上述超车车道变更为原车道的情况中的各个情况以及上述超车对象车辆和上述原车道后续车辆的监视结果对针对上述超车对象车辆的超车行驶进行可变控制；通知单元，通知利用上述超车控制单元进行的控制状态，上述超车控制单元在开始了针对上述超车对象车辆的超车控制的情况下和进行用于超车控制的车道变更的情况下，在检测到上述原车道后续车辆相对于本车辆的接近方向的相对速度变化大的情况，以及本车辆为了超越上述超车对象车辆而向变更车道的方向进行车道变更，而上述原车道后续车辆有朝着相同方向进行车道变更的意愿的情况中的至少一个的情况下，向中止上述超车行驶的方向进行控制，另一方面，在本车辆为了超越上述超车对象车辆而进行车道变更，而大致中止相对于上述超车对象车辆的加速控制的情况下，上述原车道后续车辆在相对于本车辆的预先设定的距离的后方，且与本车辆的相对速度也趋于分离时，能够容易执行通过转向控制单元进行的向上述原车道后续车辆的前方的原车道的返回控制。
有益效果
根据本发明的车辆的行驶控制装置，利用自动驾驶的技术而执行超车控制时，根据后续车辆的行驶状态，在优选不执行超车行驶本身的情况下，或例如即使进行用于超车的车道变更等也优选不超越前行车辆而返回原车道的情况下，能够适当地收集这些信息，并向驾驶员通知，或自动地车道变更到原车道上。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的车辆的行驶控制装置的整体构成图。
图2是本发明的一个实施方式的超车行驶控制程序的流程图。
图3是本发明的一个实施方式的超车开始车道变更和超车加速前半段的原车道后续车辆监视下的行驶控制的流程图。
图4是本发明的一个实施方式的超车加速前半段、后半段的原车道后续车辆监视下的行驶控制的流程图。
图5是本发明的一个实施方式的超车加速前半段、后半段的超车对象车辆监视下的行驶控制的流程图。
图6是本发明的一个实施方式的超车加速后半段、向原车道进行车道变更的超车对象车辆监视下的行驶控制的流程图。
图7是本发明的一个实施方式的超车行驶控制的各阶段的说明图。
图8是本发明的一个实施方式的图3的超车开始车道变更和超车加速前半段的原车道后续车辆监视下的行驶控制的说明图。
图9是本发明的一个实施方式的图4的超车加速前半段、后半段的原车道后续车辆监视下的行驶控制的说明图，图9(a)表示返回原车道后续车辆的后方的情况，图9(b)表示返回超车对象车辆的后方的情况。
图10是本发明的一个实施方式的相对于限制了加速特性的加速开度的节气门开度的一个例子。
图11是本发明的一个实施方式的相对于增强了加速特性的加速开度的节气门开度的一个例子。
符号说明
1：行驶控制装置
10：行驶控制部(周边环境识别单元、超车对象车辆检测单元、原车道后续车辆检测单元、超车控制单元)
11：周边环境识别装置(周边环境识别单元)
12：行驶参数检测装置(行驶信息检测单元)
13：本车位置信息检测装置
14：车辆-车辆间通信装置
15：道路交通信息通信装置
16：开关组
21：发动机控制装置
22：制动控制装置
23：转向控制装置(转向控制单元)
24：显示装置(通知单元)
25：扬声器·蜂鸣器(通知单元)
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
在图1中，符号1表示车辆的行驶控制装置，在该行驶控制装置1中，在行驶控制部10上连接有周边环境识别装置11、行驶参数检测装置12、本车位置信息检测装置13、车辆-车辆间通信装置14、道路交通信息通信装置15、开关组16的各输入装置和发动机控制装置21、制动控制装置22、转向控制装置23、显示装置24、扬声器·蜂鸣器25的各输出装置。
周边环境识别装置11由具备拍摄车辆的外部环境而获取图像信息的设置在车室内的固体拍摄元件等的照相机装置(立体照相机、单眼照相机、彩色照相机等:未图示)和接收来自存在于车辆周边的立体物的反射波的雷达装置(激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等:未图示)构成。
周边环境识别装置11根据由照相机装置拍摄的图像信息，例如相对于距离信息进行公知的分组处理，通过将分组处理后的距离信息与预先设定好的三维道路形状数据和/或立体物数据等进行比较，由此在提取速度的同时提取车道划分线数据、沿道路存在的护栏、路缘石等侧壁数据、车辆等立体物数据等距离本车辆的相对位置(距离、角度)。
另外，周边环境识别装置11根据由雷达装置获取的反射波信息检测速度的同时检测反射的立体物所存在的位置(距离、角度)。如此，周边环境识别装置11被设置为周边环境识别单元。
行驶参数检测装置12检测本车辆的行驶状态，具体而言检测车速V、加速器开度θacc、节气门开度θth、以及行驶的路面的路面坡度Ug(将爬坡方向坡度设为“+”)、路面摩擦系数推断值μe等。这样，行驶参数检测装置12被设置为行驶信息检测单元。
本车位置信息检测装置13例如为公知的导航系统，例如接收从GPS[GlobalPositioning System:全球定位系统]卫星发出的电波，基于该电波信息而检测当前位置，在预先存储到闪存和/或CD(Compact Disc：光盘)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、蓝光(Blu-ray；注册商标)光盘、HDD(Hard disk drive：硬盘驱动器)等的地图数据上确定本车位置。作为上述被预先存储的地图数据，包括道路数据和设施数据。道路数据包含链接的位置信息、种类信息、节点的位置信息、种类信息、以及节点与链接的连接关系的信息。设施数据具有多个针对每个设施的记录，各记录具有表示作为对象的设施的名称信息、所在位置信息、设施种类(百货公司、商店、餐馆、停车场、公园、车辆故障时的修理点、其他)信息的数据。而且，在显示地图位置上的本车位置，通过操作者输入目的地时，预先算出从出发地到目的地的路径，并显示在显示器、监视器等显示装置24，另外，通过扬声器·蜂鸣器25能够进行声音引导，由此自如地进行指引。
车辆-车辆间通信装置14例如由具有无线LAN等100[m]左右的通信区域的狭域无线通信装置构成，能够不通过服务器等而与其他车辆进行直接通信，进行信息的发送和接收。而且，通过与其他车辆的相互通信，从而交换车辆信息、行驶信息、交通环境信息等。作为车辆信息，具有显示车的种类(在本实施方式中为客车、卡车、二轮车等种类)的固有信息。另外，作为行驶信息，具有车速、位置信息、刹车灯的闪烁信息、在左右转弯时发出的方向指示器的闪烁信息、紧急停止时闪烁的危险警告灯的闪烁信息。进而，作为交通环境信息，包含因道路的拥堵信息、施工信息等的状况而变化的信息。
道路交通信息通信装置15，即所谓的道路交通信息通信系统(VICS:VehicleInformation and Communication System:注册商标)是利用FM多路广播和/或道路上的发射机，实时接收拥堵或事故、施工、所需要的时间、停车场的道路交通信息，并将该接收的交通信息显示在上述预先存储好的地图数据上的装置。
开关组16是驾驶员的驾驶辅助控制的开关组，例如由如下开关构成，即,将速度预先设定好的以一定速度进行行驶控制的开关、或用于将与前行车的车间距离、车间时间维持在预先设定好的一定值而进行跟随控制的开关、将行驶车道维持在设定车道而进行行驶控制的车道保持控制的开关、进行防止从行驶车道脱离的控制的车道脱离防止控制的开关、执行对前行车辆(超车对象车辆)进行超车控制的超车控制执行许可开关、设定这些各控制所必需的车速、车间距离、车间时间、限制速度等的开关、或解除这些各控制的开关等。
发动机控制装置21例如基于吸入空气量、节气门开度θth、发动机水温、吸气温度、氧浓度、曲轴转角、加速器开度θacc、其他车辆信息进行针对车辆的发动机(未图示)的燃料喷射控制、点火时期控制、电子控制节气门阀的控制、防止轮胎空转的牵引力控制等主要控制的公知的控制单元。并且，从行驶控制部10向该发动机控制装置21输入目标加速度(d2X/dt2)t和/或目标速度V2，或输入节气门开度θth相对于加速器开度θacc的特性的变更指示。
制动控制装置22是例如基于制动器开关、四轮的车轮速度、方向盘转角、横摆率、其他车辆信息能够使四轮的制动装置(未图示)与驾驶员的制动操作分开控制，进行公知的防抱死制动系统(Antilock Brake System)和/或侧滑防止控制等的公知的控制单元。并且，制动控制装置22在从行驶控制部10输出减速指示等情况下，执行与其减速指示值相对应的制动器控制。
转向控制装置23是例如基于车速V、转向力矩、方向盘转角、横摆率、其他车辆信息，利用设置在车辆的转向系统的电动功率转向马达(未图示)控制辅助力矩的公知的控制装置。另外，转向控制装置23构成为能够进行上述的将行驶车道维持在设定车道而进行行驶控制的车道保持控制、进行防止从行驶车道脱离的控制的车道脱离防止控制，并且算出这些车道保持控制、车道脱离防止控制所必需的转向角、或转向力矩而自如地进行控制。进而，超车行驶控制时，在超越超车对象车辆的情况下，或返回到原车道的情况下，从行驶控制部10向转向控制装置23输入需要的目标方向盘转角θHt而进行控制。如此，转向控制装置23被设置为转向控制单元。
显示装置24例如是监视器、显示器、报警灯等对驾驶员进行视觉上的警告、通知的装置。扬声器·蜂鸣器25是对驾驶员进行听觉上的警告、通知的装置，这些显示装置24、扬声器·蜂鸣器25被设置为通知单元。
然后，在行驶控制部10基于来自上述各装置11～16的各输入信号识别位置信息的同时，识别本车辆的行驶车道(进行车道变更的情况下为原车道)、超车道、后述的与超越超车对象车辆的车道的、与超车对象车辆相反一侧邻接的车道。另外，识别本车辆的行驶车道的前行车辆、以及前行车辆之前的车辆，例如，将本车行驶车道上的最近的前行车辆识别为超车对象车辆。进而，将在本车辆的行驶车道的本车辆后方行驶的后续车辆识别为原车道后续车辆。另外，将在与超越超车对象车辆的车道的与超车对象车辆相反一侧邻接的车道上行驶的最近的车辆识别为超车道并行车辆，也识别在该车道上行使的其他车辆。对于这些前行车辆、前行车辆之前的车辆、超车对象车辆、原车道后续车辆、超车道并行车辆、其他的车辆，通过图像信息、雷达收发信号信息、车辆-车辆间通信等检测包括各自车辆距离本车辆的距离信息、相对速度信息以及本车辆的速度在内的各车辆的速度信息、方向指示器的闪烁信息等。然后，例如，在通过开关组16进行输入而执行超车控制的情况下，执行利用自动驾驶的技术超越超车对象车辆的驶控制。
在本实施方式的行驶控制部10中，如图2的流程图、以及图7所示，以超车开始车道变更阶段P1、超车加速前半段P2、超车加速后半段P3、向原车道的车道变更阶段P4这四个阶段执行超车行驶控制，以下，对各阶段的行驶控制进行说明。
图2是表示整个超车行驶控制的程序的流程图，首先，在步骤(以下，简称为“S”)101中，执行图7的超车开始车道变更阶段P1。应予说明，行驶控制部10在执行超车开始车道变更阶段P1期间设定超车开始车道变更阶段执行标志Fp1(Fp1＝1)。
在本实施方式中，作为一个例子，在将行使距离设为x方向、将横向移动量(车道变更宽度)设为y方向的二维坐标(以本车辆位置为原点)上，由微积分(∫d3y/dx3)最小轨迹的标准化多项式求出本车辆在进行车道变更时的车辆轨迹。
在该情况下，满足y(0)＝0、y(1)＝1、dy(0)/dx＝d2y(0)/dx2＝0、dy(1)/dx＝d2y(1)/dx2＝0，得到以下的(1)式。
y＝6·x5-15·x4+10·x3…(1)
对该(1)式进行微分处理，得到以下的(2)、(3)、(4)式。
dy/dx＝30·(x4-2·x3+x2)…(2)
d2y/dx2＝60·(2·x3-3·x2+x)…(3)
d3y/dx3＝60·(6·x2-6·x+1)…(4)
其中，通过上述的(4)式，在对d3y/dx3＝0时的x进行逆运算时，得到以下的(5)式。
x(d3y/dx3＝0)＝(3±31/2)/6…(5)
由该x的值，利用(3)式算出d2y/dx2，将该值设为横向加速度的最大值的绝对值|(d2y/dx2)max|时，得到以下的(6)的值。
|(d2y/dx2)max|＝10·31/2/3≈5.77…(6)
另外，使用上述的横向加速度的最大值(d2y/dx2)max，记载为车道变更时的最大横向加速度(d2Y/dt2)max_c(预先设定的值)时，将车道变更所需的行驶距离记为L，将车道变更宽度记为W，得到以下的(7)式。
(d2y/dx2)max·W/(L/V)2＝(d2Y/dt2)max_c…(7)
对于行驶距离L求解该(7)式，得到以下的(8)式。
L＝(5.77·W·V2/(d2Y/dt2)max_c)1/2…(8)
通过该(8)式，对于超车开始车道变更阶段P1所必需的距离L1，将此时的车速V作为V1，由以下的(9)式求出。
L1＝(5.77·W·V12/(d2Y/dt2)max_c)1/2…(9)
另外，将推断的本车辆在x方向的标准化的行驶距离记为xe，
xe＝(∫V·dt)/L…(10)。
目标横摆率γt、车速V和横向加速度(d2y/dx2)的关系由以下的(11)式表示，目标横摆率γt使用上述的(3)式而得到以下的(12)式。
γt·V＝(d2y/dx2)·W/(L/V)2…(11)
γt＝60·(2·xe3-3·xe2+xe)·W·V/L2…(12)
通过将该目标横摆率γt代入以下的目标方向盘转角θHt的关系式((13)式)而求出控制所必需的(被输出到转向控制装置23)目标方向盘转角θHt。
θHt＝γt·n/Gγ…(13)
这里，n为转向齿轮比，Gγ为横摆率增益，横摆率增益Gγ例如可通过以下的(14)式算出。
Gγ＝(1/(1+A·V2))·(V/l)…(14)
这里，A为车辆固有的稳定系数，l为轴距。
这样，在S101的超车开始车道变更阶段P1中，由上述的(13)式算出目标方向盘转角θHt而进行自动转向控制，进行上述(9)式的距离L1的行驶。应予说明，算出目标方向盘转角θHt所必需的车速V、距离L分别使用V1、L1。
另外，在本实施方式中，示出了一个由微积分最小轨迹的标准化多项式求出本车辆进行车道变更时的车辆轨迹的例子，但并不限定于此，另外也可以由曲线的函数等进行近似化。
在S101中，结束超车开始车道变更阶段P1，结束车道变更后，在S102中，执行图7的超车加速前半段P2。应予说明，行驶控制部10在执行超车加速前半段P2的期间，设定超车加速前半段执行标志Fp2(Fp2＝1)。
该超车加速前半段P2是在超车道上加速追赶超车对象车辆直到大致并行的行驶控制，在超车加速前半段P2的行驶距离L2例如可通过以下的(15)式算出。
L2＝(1/(2·(d2X/dt2)t))·(V22-V12)…(15)
这里，V2是超车加速后的目标车速，例如是将超车对象车辆的车速Vf和预先设定好的预定速度(即，超车时的(目标)相对速度)ΔV相加得到的值(Vf+ΔV)、和限制速度Vlim(通过预先设定好的限制速度、或上述的各输入信号而识别的道路的限制速度)中的较小的值。
另外，(d2X/dt2)t是目标超车加速度，例如按以下的(16)式设定。
(d2X/dt2)t＝min((d2X/dt2)0-Kg·Ug，μe·g)…(16)
这里，min表示选择(d2X/dt2)0-Kg·Ug)和(μe·g)中的较小的一方的最小函数，(d2X/dt2)0表示预先设定的超车加速度的基准值，Kg表示路面坡度系数，g表示重力加速度。
在S102中，结束超车加速前半段P2时，进入S103，执行图7的超车加速后半段P3。应予说明，行驶控制部10在执行超车加速后半段P3的期间，设定超车加速后半段执行标志Fp3(Fp3＝1)。
该超车加速后半段P3是为了在超车道与超车对象车辆大致并行后向原车道进行车道变更而加速的行驶控制，在超车加速后半段P3的行驶距离L3例如可通过以下的(17)式算出。
L3＝(Lp-(1/(2·(d2X/dt2)t))·(V2-V1)2)·V2/(V2-V1)…(17)
这里，Lp是将与超车对象车辆的车间距离与作为超车后的目标的车间距离相加而得到的值。
在S103中，结束超车加速后半段P3时，进入S104，执行图7的向原车道的车道变更阶段P4。应予说明，行驶控制部10在执行向原车道的车道变更阶段P4的期间，设定向原车道的车道变更阶段执行标志Fp4(Fp4＝1)。
对于上述向原车道的车道变更阶段P4来说，是在超车道超越超车对象车辆后，直到车道变更到原车道为止执行的控制。并且，在上述向原车道的车道变更阶段P4中的行驶距离L4例如由微积分最小轨迹的标准化多项式求出时，通过上述的(8)式，利用以下的(18)式算出。
L4＝(5.77·W·V22/(d2Y/dt2)max_c)1/2…(18)
另外，控制所必需的(输出到转向控制装置23)目标方向盘转角θHt基于上述的(13)式算出，车速V、距离L分别作为V4、L4而算出。因此，在本实施方式的行驶控制部10执行的超车控制中的行驶距离Lr为L1+L2+L3+L4。
然后，在行驶控制部10监视超车对象车辆和原车道后续车辆，并在开始进行针对超车对象车辆的超车控制的情况(超车开始车道变更阶段P1的情况)、或进行车道变更的情况(超车加速前半段P2的情况)、检测到下述情况中的任一方时，将行驶控制在中止超车行驶的方向上，所述情况包括检测到原车道后续车辆相对于本车辆的接近方向的相对速度的变化大、以及本车辆为了超越所述超车对象车辆而向变更车道的方向进行车道变更，而原车道后续车辆有向相同方向进行车道变更的意愿的情况。
基于图3的流程图和图8对在超车开始车道变更阶段P1、或超车加速前半段P2中执行的超车开始车道变更和超车加速前半段中的原车道后续车辆监视下的行驶控制进行说明。
首先，在S201中，判定是否为超车开始车道变更阶段P1(是否Fp1＝1)。进行该判定之后，在其结果为超车开始车道变更阶段P1的情况(Fp1＝1的情况)下，跳转到S203，而在不是超车开始车道变更阶段P1的情况(Fp1＝0的情况)下，则进入S202，判定是否为超车加速前半段P2(是否Fp2＝1)。
在进行该判定之后，在其结果为超车加速前半段P2的情况(Fp2＝1的情况)下，进入S203，而在不是超车加速前半段P2的情况(Fp2＝0的情况:即，既不是超车开始车道变更阶段P1、又不是超车加速前半段P2的情况)下，则退出程序。
在判定为超车开始车道变更阶段P1的情况、或超车加速前半段P2的情况而进入S203时，比较原车道后续车辆相对于本车辆的相对速度变化(dVR_D1/dt)和通过预先实验·运算等设定好的接近判定阈值(dVR_Sn/dt)。
进行比较之后，在其结果为原车道后续车辆相对于本车辆的相对速度变化(dVR_D1/dt)为接近判定阈值(dVR_Sn/dt)以上时，在能够判定为原车道后续车辆在大幅加速而接近本车辆的情况下，跳转到S205。反之，原车道后续车辆相对于本车辆的相对速度变化(dVR_D1/dt)比接近判定阈值(dVR_Sn/dt)小，从而无法判断为原车道后续车辆在大幅加速而接近本车辆的情况下，进入S204。
在S204中，判断原车道后续车辆是否向与本车辆的车道变更方向相同的方向闪烁方向指示器。然后，判定之后，在其结果为没有向与本车辆的车道变更方向相同的方向闪烁方向指示器的情况下，直接退出程序，继续进行图2所示的行驶控制程序。
另外，在判定为原车道后续车辆向与本车辆的车道变更方向相同的方向闪烁方向指示器的情况下，进入S205。
从S203、或S204进入S205时，为了向驾驶员通知原车道后续车辆正在接近，利用显示装置24的显示器、监视器、报警灯进行视觉上的警报，或利用扬声器·蜂鸣器25进行听觉上的警报，或利用通过转向控制装置23进行的转向振动进行警报。另外，在转向控制装置23具有车道保持控制功能的情况下，为了维持沿行驶车道行驶(为了使通过超车控制进行的车道变更不启动)，启动车道保持控制。进而，使要进行超车控制的自动转向(车道变更)中止。
接着，进入S206，使为了进行超车行驶控制而设定的加速控制中止。具体而言，将目标加速度强制设定为0。
接下来，进入S207，为了向驾驶员通知用于车道变更的本车辆的加速，利用显示装置24的显示器、监视器、报警灯进行视觉上的警报，或利用扬声器·蜂鸣器25进行听觉上的警报。然后，对发动机控制装置21，例如如图10所示，设定与通常相比限制了加速特性的加速器开度θacc-节气门开度θth的特性映射图。
应予说明，虽然本实施方式构成为，在S205中对车道变更进行了警报后，中止自动转向，在S206中止加速控制，在S207对本车辆的加速进行警报，并限制本车辆的加速，但这些处理可以进行其中的任一个，也可以任意组合而进行。
另外，行驶控制部10监视超车对象车辆和原车道后续车辆，在为了超越超车对象车辆而使本车辆进行车道变更，从而在超车加速前半段P2或超车加速后半段P3时，大致中止相对于超车对象车辆的加速控制的情况下，若原车道后续车辆超越本车辆后能够在该原车道后续车辆的后方与本车辆之间确保预先设定好的距离，则能够自如地向原车道后续车辆的后方的原车道返回，并且若原车道后续车辆在相对于本车辆的预先设定的距离的后方，且与本车辆的相对速度也处于分离方向，则能够自如地向原车道后续车辆的前方的原车道返回。
基于图4的流程图和图9(a)、图9(b)对在超车加速前半段P2、或超车加速后半段P3执行的超车加速前半段、后半段中的原车道后续车辆监视下的行驶控制进行说明。
首先，在S301中，判定是否为超车加速前半段P2(是否Fp2＝1)。进行该判定之后，在其结果为超车加速前半段P2的情况(Fp2＝1的情况)下，跳转到S303，而在不是超车加速前半段P2的情况(Fp2＝0的情况)下，则进入S302，判定是否为超车加速后半段P3(是否Fp3＝1)。
进行该判定之后，在其结果为超车加速后半段P3的情况(Fp3＝1的情况)下，进入S303，而在不是超车加速后半段P3的情况下(Fp3＝0的情况:即，既不是超车加速前半段P2、也不是超车加速后半段P3的情况)，则退出程序。
在判定为超车加速前半段P2的情况、或为超车加速后半段P3的情况下进入S303时，判定超车加速是否被中止，在超车加速没有被中止的情况下，退出程序，而在超车加速被中止的情况下，则进入S304。
在S303判定为超车加速被中止而进入S304时，判定原车道后续车辆是否存在于本车辆前方。
然后，进行该判定之后，在其结果为原车道后续车辆没有存在于本车辆前方的情况下，进入S305，判定原车道后续车辆不超越本车辆而在后方与本车辆的车间距离是否趋于分离方向，即判定是否为VR_D1≤VR_sf(VR_sf是相对于本车辆的相对速度的分离判定阈值)。
在进行该S305的判定之后，其结果为VR_D1≤VR_sf，在可以判定为原车道后续车辆不超越本车辆，而在后方与本车辆的车间距离趋于分离方向的情况下，进入S306，反之，为VR_D1>VR_sf，在能够判定为原车道后续车辆具有超越本车辆的可能性的情况下，直接退出程序。
进行S305的判定之后，在其结果判定为VR_D1≤VR_sf而进入S306时，判定本车辆与原车道后续车辆之间的车间距离LD1是否为本车辆返回所需的足够的车间距离(LD1c2)(LD1≥LD1c2)，并在LD1≥LD1c2的情况下，进入S307。反之，若为LD1<LD1c2，判定为没有本车辆返回所需的足够的车间距离(LD1c2)的情况下，则直接退出程序。
在S306，在判断为具有本车辆返回所需的足够的车间距离(LD1c2)而进入S307时，在图9(b)所示的行驶轨迹中，为了向驾驶员通知能够返回到原车道，利用显示装置24的显示器、监视器、报警灯进行视觉上的警报、或利用扬声器·蜂鸣器25进行听觉上的警报。
接着，进入S308，例如，利用上述的(13)式，基于此时的车速等，算出目标方向盘转角θHt。
接下来，进入S309，将目标方向盘转角θHt输出到转向控制装置23，退出程序。
另一方面，在上述的S304中，在判定为原车道后续车辆存在于本车辆前方的情况下，进入S310，判定本车辆与原车道后续车辆之间的车间距离LD1是否为本车辆返回所需的足够的车间距离(LD1c1)(LD1≥LD1c1)，并在LD1≥LD1c1的情况下，进入S307。反之，LD1<LD1c1，因此判定为没有本车辆返回所需的足够的车间距离(LD1c1)的情况下，直接退出程序。
在S310，在判定为具有本车辆返回所需的足够的车间距离(LD1c1)而进入S307时，为了向驾驶员通知能够以图9(a)所示的行驶轨迹返回到原车道，利用显示装置24的显示器、监视器、报警灯进行视觉上的警报、或利用扬声器·蜂鸣器25进行听觉上的警报。
接着，进入S308，例如，利用上述的(13)式，基于此时的车速等算出目标方向盘转角θHt。
接下来，进入S309，将目标方向盘转角θHt输出到转向控制装置23而退出程序。
应予说明，虽然本实施方式构成为，在S307通知能够向原车道进行车道变更后，在S308算出目标方向盘转角θHt，在S309执行自动转向，但这些处理可以进行其中的任一个，也可以任意组合而进行。
另外，行驶控制部10监视超车对象车辆和原车道后续车辆，在本车辆超越超车对象车辆，并继续进行加速控制直到到达该超车对象车辆的前方(主要为超车加速前半段P2)，并且在超车对象车辆位于本车辆的后方，本车辆与超车对象车辆的车间距离趋于分离方向的情况下，向限制加速控制的方向进行控制(主要为超车加速后半段P3)。
以下，基于图5的流程图对在该超车加速前半段P2、或超车加速后半段P3执行的超车加速前半段、后半段中的超车对象车辆监视下的行驶控制进行说明。
首先，在S401，判断是否为超车加速前半段P2(是否Fp2＝1)。进行该判定之后，在其结果为超车加速前半段P2的情况(Fp2＝1的情况)下跳转到S403，而在不是超车加速前半段P2的情况下(Fp2＝0的情况)下，则进入S402，判定是否为超车加速后半段P3(是否Fp3＝1)。
进行该判定之后，在其结果为超车加速后半段P3的情况(Fp3＝1的情况)下，进入S403，而在不是超车加速后半段P3的情况(Fp3＝0的情况:即，既不是超车加速前半段P2，又不是超车加速后半段P3的情况)下，则退出程序。
在超车加速前半段P2的情况，或在超车加速后半段P3的情况下进入S403时，判断超车对象车辆是否存在于本车辆前方，并在存在于本车辆的前方的情况下，进入S404，继续进行加速控制。该加速控制中，例如在发动机控制装置21具有多个加速特性的情况下，选择与超车行驶控制相适应的特性。
例如，根据上述的各输入信号，在能够确保足够的超越距离的情况下、或监视道路环境的结果是从平坦道路变成下坡的情况下，维持已经选择的加速特性。反之，在无法确保足够的超越距离的情况(例如，超车对象车辆在加速、或车辆从超车道后方接近等，在算出上述超车控制的行驶距离Lr时，超车对象车辆的车速Vf快，超车控制的行驶距离Lr为预先设定好的距离以上的情况)、或监视道路环境的结果为上坡路的情况下，选择加速良好的特性(例如，如图11所示)。另外，监视道路环境的结果为从平坦路变成下坡的情况下，维持已经选择的加速特性。
另一方面，进行S403的判断之后，在其结果超车对象车辆不存在于本车辆前方的情况下，进入S405，判断超车对象车辆是否是不会超越本车辆且在后方与本车辆的车间距离趋于分离方向，即是否为VR_B≤VR_sf(VR_sf为相对于本车辆的相对速度的分离判定阈值)。
进行上述S405的判断之后，在其结果判断为VR_B≤VR_sf，超车对象车辆不会超越本车辆且在后方与本车辆的车间距离趋于分离方向的情况下，进入S406，中止用于超越超车对象车辆的加速控制，进入S407，为了向驾驶员通知中止用于超车的加速，利用显示装置24的显示器、监视器、报警灯进行视觉上的警报、或利用扬声器·蜂鸣器25进行听觉上的警报。然后，相对于发动机控制装置21，例如设定图10所示的与通常相比限制了加速特性的加速器开度θacc-节气门开度θth的特性映射图。
反之，为VR_B＞VR_sf、可以判断为超车对象车辆具有超越本车辆的可能性的情况下，直接退出程序。
应予说明，虽然本实施方式构成为，在S406中中止加速控制，在S407中对本车辆的加速进行警报，并限制本车辆的加速，但这些处理可以进行其中的一个，也可以任意组合而进行。
另外，行驶控制部10监视超车对象车辆和原车道后续车辆，在本车辆为了超越超车对象车辆而进行车道变更，从而在超车加速前半段P2或超车加速后半段P3的情况下，在判断本车辆与超车对象车辆的车间距离趋于分离方向，并且在超车对象车辆的前方能够确保预先设定的空间的情况下，能够自如地执行向超车对象车辆的前方的原车道的返回(向原车道执行车道变更阶段P4)。
以下，基于图6的流程图对在上述超车加速前半段P2、或超车加速后半段P3执行的超车加速后半段、向原车道进行车道变更的超车对象车辆监视下进行的行驶控制进行说明。
首先，在S501中，判断是否为超车加速前半段P2(是否Fp2＝1)。进行该判定之后，在其结果为超车加速前半段P2的情况(Fp2＝1的情况)下，跳转到S503，而在不是超车加速前半段P2的情况(Fp2＝0的情况)下，则进入S502，判定是否为超车加速后半段P3(是否Fp3＝1)。
进行该判定之后，在其结果为超车加速后半段P3的情况下(Fp3＝1的情况)，进入S503，而在不是超车加速后半段P3的情况下(Fp3＝0的情况:即，既不是超车加速前半段P2，又不是超车加速后半段P3的情况下)，则退出程序。
在超车加速前半段P2的情况，或在超车加速后半段P3的情况下，进入S503，判断超车对象车辆是否存在于本车辆后方，并且在存在于本车辆后方的情况下，进入S504，判断在超车对象车辆前方是否存在本车辆返回的空间(预先设定好的距离：例如在超车对象车辆前存在前行车辆的情况下，该前行车辆与超车对象车辆之间的距离)。
然后，在S504中判断为在超车对象车辆前方存在本车辆返回的空间的情况下，进入S505，判断超车对象车辆是否不会接近本车辆且在后方与本车辆的车间距离区趋于分离方向，即是否为VR_B≤VR_sf(VR_sf为相对于本车辆的相对速度的分离判定阈值)。
进行上述S505的判定之后，在其结果为VR_B≤VR_sf，超车对象车辆不会接近本车辆，且在后方与本车辆的车间距离趋于分离方向的情况下，进入S506，在图7的如向原车道的车道变更阶段P4所示的行驶轨迹中，为了向驾驶员通知回到原车道，利用显示装置24的显示器、监视器、报警灯进行视觉上的警报、或利用扬声器·蜂鸣器25进行听觉上的警报。
接着，进入S507，例如，利用上述的(13)式，基于此时的车速等算出目标方向盘转角θHt。
接下来，进入S508，将目标方向盘转角θHt输出到转向控制装置23，退出程序。
另一方面，进行S503的判断之后，在其结果判断超车对象车辆不存在于本车辆后方的情况下，或进行S503的判定之后，其结果判定为在超车对象车辆前不存在本车辆返回的空间的情况下，或进行S505的判定之后，其结果为VR_B>VR_sf，能够判定超车对象车辆接近本车辆，且在后方与本车辆的车间距离处于变短的方向的情况下，直接退出程序。
应予说明，虽然本实施方式构成为，在S506中通知向原车道进行车道变更，在S507中算出目标方向盘转角θHt，在S508中执行自动转向，但这些处理可以进行其中的任一个，也可以任意组合而进行。
如上所述，行驶控制部10构成为具备周边环境识别单元、超车对象车辆检测单元、原车道后续车辆检测单元、超车控制单元。
这样，根据本实施方式，基于周边环境信息和行驶信息检测本车辆的行驶车道前方的作为超车对象的超车对象车辆，基于周边环境信息将本车辆的行驶车道后方的后续车辆检测为原车道后续车辆，监视超车对象车辆和原车道后续车辆，基于该监视结果，对相对于超车对象车辆的超车行驶进行可变控制。具体而言，在开始针对超车对象车辆的超车控制的情况(超车开始车道变更阶段P1的情况)、或进行车道变更的情况(超车加速前半段P2的情况)、检测到原车道后续车辆相对于本车辆的接近方向的相对速度的变化大、以及本车辆为了超越所述超车对象车辆而向变更车道的方向进行车道变更，而原车道后续车辆有向相同方向进行车道变更的意愿的情况中的至少一个的情况下，向中止超车行驶的方向进行控制。另外，本车辆为了超越所述超车对象车辆而进行车道变更，在为超车加速前半段P2或超车加速后半段P3时，大致中止相对于超车对象车辆的加速控制的情况下，原车道后续车辆超越本车辆后能够在该原车道后续车辆的后方与本车辆之间确保预先设定好的距离时，能够向原车道后续车辆的后方的原车道自如地执行返回，并且原车道后续车辆在相对于本车辆的预先设定的距离的后方，且与本车辆的相对速度也趋于分离方向时，能够向原车道后续车辆的前方的原车道返回。进而，在本车辆超越所述超车对象车辆，继续加速控制直到到达该超车对象车辆的前方(主要为超车加速前半段P2)，并且在超车对象车辆位于本车辆的后方，且本车辆与所述超车对象车辆的车间距离趋于分离方向的情况下，向限制加速控制的方向进行控制(主要为超车加速后半段P3)。另外，本车辆为了超越超车对象车辆而进行车道变更，从而在超车加速前半段P2或超车加速后半段P3的情况下，判断本车辆与超车对象车辆的车间距离趋于分离方向，并且在超车对象车辆的前方能够确保预先设定的空间的情况下，能够向超车对象车辆的前方的原车道执行返回(向原车道执行车道变更阶段P4)。因此，利用自动驾驶的技术执行超车控制时，根据后续车辆的行驶状态，优选不执行超车行驶本身的情况下，或例如即使进行用于超车的车道变更等，也优选不超越前行车辆而返回原本的车道的情况下，适当地收集这些信息，能够向驾驶员通知或自动地车道变更到原车道。

Claims (7)

1.一种车辆的行驶控制装置，其特征在于，具备：
周边环境识别单元，识别本车辆所行驶的周边环境；
行驶信息检测单元，检测本车辆行驶的行驶信息；
超车对象车辆检测单元，基于所述周边环境信息和所述行驶信息检测本车辆的行驶车道前方的作为超车对象的超车对象车辆；
原车道后续车辆检测单元，基于所述周边环境信息将本车辆的行驶车道后方的后续车辆检测为原车道后续车辆；
超车控制单元，监视所述超车对象车辆和所述原车道后续车辆，基于开始进行超越所述超车对象车辆的超车控制中的超车动作之后将车道变更为超车车道的情况、在所述超车车道行驶的情况和将车道从所述超车车道变更为原车道的情况中的各个情况以及所述超车对象车辆和所述原车道后续车辆的监视结果，对针对所述超车对象车辆的超车行驶进行可变控制；
通知单元，通知利用所述超车控制单元进行的控制状态，
所述超车控制单元在开始了针对所述超车对象车辆的超车控制的情况下和进行用于超车控制的车道变更的情况下，在检测到所述原车道后续车辆相对于本车辆的接近方向的相对速度变化大的情况，以及本车辆为了超越所述超车对象车辆而向变更车道的方向进行车道变更，而所述原车道后续车辆有朝着相同方向进行车道变更的意愿的情况中的至少一个的情况下，向中止所述超车行驶的方向进行控制，
另一方面，在本车辆为了超越所述超车对象车辆而进行车道变更，而中止相对于所述超车对象车辆的加速控制的情况下，所述原车道后续车辆在相对于本车辆的预先设定的距离的后方，且与本车辆的相对速度也趋于分离时，能够容易执行通过转向控制单元进行的向所述原车道后续车辆的前方的原车道的返回控制。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述向中止所述超车行驶的方向进行控制是向抑制加速控制的方向进行控制和中止用于通过转向控制单元超越所述超车对象车辆的车道变更控制中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述超车控制单元在本车辆为了超越所述超车对象车辆而进行车道变更，而中止相对于所述超车对象车辆的加速控制的情况下，在所述原车道后续车辆超越本车辆后能够在该原车道后续车辆的后方与本车辆之间确保预先设定的距离时，能够容易执行通过转向控制单元进行的向所述原车道后续车辆的后方的原车道的返回控制。
4.根据权利要求2所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述超车控制单元在本车辆为了超越所述超车对象车辆而进行车道变更，而中止相对于所述超车对象车辆的加速控制的情况下，在所述原车道后续车辆超越本车辆后能够在该原车道后续车辆的后方与本车辆之间确保预先设定的距离时，能够容易执行通过转向控制单元进行的向所述原车道后续车辆的后方的原车道的返回控制。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述超车控制单元在本车辆超越所述超车对象车辆，而且到达该超车对象车辆的前方为止继续进行加速控制，并且在所述超车对象车辆位于本车辆的后方，而且本车辆与所述超车对象车辆的车间距离趋于分离的情况下，向限制加速控制的方向进行控制。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述超车控制单元在判断为本车辆与所述超车对象车辆的车间距离趋于分离，且在所述超车对象车辆的前方能够确保预先设定的空间的情况下，能够容易执行通过转向控制单元进行的向所述超车对象车辆的前方的原车道的返回控制。
7.根据权利要求5所述的车辆行驶控制装置，其特征在于，
所述超车控制单元在判断为本车辆与所述超车对象车辆的车间距离趋于分离，且在所述超车对象车辆的前方能够确保预先设定的空间的情况下，能够容易执行通过转向控制单元进行的向所述超车对象车辆的前方的原车道的返回控制。
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