CN106796759B - 车辆控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明要解决的技术问题在于，在车辆的车道变更目标的车道上行驶的后车从可识别区域外急速接近的情况下，本车因变更车道而与该后车接触或者使得后车急减速的问题。本发明提供一种车辆控制系统，其特征在于，具有：检测本车辆行驶的车道的车道标志和/或所述本车辆的周围的其他车辆的外界识别单元；求出所述外界识别单元的可检测极限距离的极限距离计算单元；在所述可检测极限距离内不存在其他车辆的情况下，计算与存在于该距离外的假想车辆的相对速度的相对速度计算单元；和根据所述相对速度，求出所述本车辆变更车道所需的所述外界识别单元的必要检测距离的必要检测距离计算单元，并对驾驶员通知不能变更车道。

Description

车辆控制系统
技术领域
本发明涉及车辆的控制系统。
背景技术
专利文献1中，记载了一种车辆控制装置，其包括：识别在车辆的车道变更目标的车道上行驶的其他车辆的其他车辆识别单元；检测能够用其他车辆识别单元识别其他车辆的可识别区域的区域检测单元；可识别区域越大，将对车辆的车道变更分配的车道变更时间设定为越长的车道变更时间设定单元；和控制车辆的行驶使得在车道变更时间中完成车道变更的行驶控制单元。根据专利文献1的车辆控制装置，例如检测出可识别区域比较小的情况下，判断可能存在与本车辆的距离较近但是不能识别的其他车辆，在短时间中完成车道变更控制。另一方面，检测出可识别区域比较大的情况下，因为即使是远离本车辆的位置的其他车辆也能够检测到，所以用长时间执行车道变更控制。即，专利文献1的车辆控制装置中，能够同时确保变更车道时的舒适程度和变更车道的机会，并且适当地控制车辆的行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-76689号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，专利文献1中，没有考虑从可识别区域外行驶来的后续车辆与本车的相对速度，所以存在该后续车辆从可识别区域外急速接近的情况下，本车变更车道而与该后续车辆接触或者使得该后续车辆急减速的问题。
本发明的目的在于，提供一种车辆控制系统，其即使在车辆的车道变更目标的车道上行驶的后续车辆从可识别区域外急速接近的情况下，也能够确保安全。
用于解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本发明优选的方式之一如下所述。提供一种车辆控制系统，其特征在于，包括：外界识别单元，其检测本车辆行驶的车道的车道标志和/或上述本车辆的周围的其他车辆；极限距离计算单元，其求出上述外界识别单元的可检测极限距离；相对速度计算单元，其在上述可检测极限距离内不存在其他车辆的情况下，计算与存在于该距离外的假想车辆的相对速度；和必要检测距离计算单元，其根据上述相对速度，求出上述本车辆为了变更车道所需的上述外界识别单元的必要检测距离，在判断出上述可检测极限距离小于上述必要检测距离的情况下，对驾驶员通知不能够变更车道。
发明效果
根据本发明，即使在车道变更目标的车道上行驶的后续车辆从可检测极限距离外急速接近的情况下，也不会出现本车变更车道而与后续车辆接触或者使得后续车辆急减速的情况，能够提高车辆控制系统的安全性。
附图说明
图1是第一～五实施方式中的系统结构图。
图2是第一～五实施方式中的自动车道变更的流程图。
图3是表示第一～五实施方式中的车道变更控制条件的成立判断的图。
图4是表示第一～五实施方式中的车道变更意图的图。
图5是表示第一～五实施方式中的周围车辆的相对位置、相对速度的图。
图6是表示第一～五实施方式中的车体速度V0与车道变更所需的时间T1的关系的图。
图7是表示第一～五实施方式中的第一可否变更车道判断的图。
图8是表示第一～五实施方式中的对驾驶员的警报处理的图。
图9是第一～五实施方式中的车道自动变更控制的流程图。
图10是表示第一～三实施方式中的可检测极限距离的设定方法的图。
图11是第一、三～五实施方式中的计算最大相对速度的流程图。
图12是表示第一～五实施方式中的最大相对速度与必要检测距离的关系的图。
图13是表示第一～三实施方式中的车辆控制系统的动作结果的图。
图14是表示第一实施方式中的外部干扰下的可检测极限距离的设定方法的图。
图15是表示第一实施方式中的外部干扰下的车辆控制系统的动作结果的图。
图16是第二实施方式中的计算最大相对速度的流程图。
图17是表示第三实施方式中的对驾驶员的警告处理的流程图。
图18是表示第四实施方式中的可检测极限距离的设定方法的图。
图19是表示第四实施方式中的车辆控制系统的动作结果的图。
图20是表示第五实施方式中的可检测极限距离的设定方法的图。
图21是表示第五实施方式中的车辆控制系统的动作结果的图。
具体实施方式
以下，对于本发明的车辆控制系统的实施例，用附图进行说明。
实施例1
以下，对于本发明的车辆控制系统的实施例1，用附图进行说明。
图1是表示车辆控制系统0的图。其中，FL轮表示左前轮，FR 轮表示右前轮，RL轮表示左后轮，RR轮表示右后轮。
车辆控制系统0包括：识别外界的传感器2、3、4、5；用于基于它们的信息变更车道的转向控制机构10；制动控制机构13；节流阀控制机构20；运算对警报装置23和各致动器10、13、20给出的指令值的车辆控制装置1；基于来自该车辆控制装置1的指令值控制上述转向控制机构10的转向控制装置8；基于该指令值控制上述制动控制机构 13并调整各轮的制动力分配的制动控制装置15；和基于该指令值控制节流阀控制机构20并调整发动机的转矩输出的节流阀控制装置19。
作为识别外界的传感器，在前方具有立体相机2，在左右侧方具有激光雷达3、4，在后方具有毫米波雷达5，能够检测本车与周围车辆的相对距离和相对速度。另外，前方的立体相机能够检测本车正在行驶的车道的车道标志的横向位置。其中，本实施例中，作为传感器结构的一例示出了上述传感器的组合，但不限定于此，也可以是与超声波传感器、单镜头相机、红外线相机等的组合。将上述传感器信号对车辆控制装置1输入。另外，将车道自动变更输入装置11的输入对车辆控制装置1输入。车道自动变更输入装置11例如使用转向灯(信号装置)，用其打开、关闭信息决定辅助车道变更的动作。但是，上述车道自动变更输入装置11不限定于转向灯，也可以使用专用的输入装置。
车辆控制装置1，虽然未在图1中详细表示，但例如具有CPU、 ROM、RAM和输入输出装置。在上述ROM中，存储有图2中说明的车道变更的流程。详情在后文中叙述，车辆控制装置1运算各致动器 10、13、20的指令值。各致动器10、13、20的控制装置8、15、19 通过通信接收车辆控制装置1的指令值，基于该指令值控制各致动器。
接着，说明制动的动作。对驾驶员踩踏制动踏板12的踩踏力，利用制动助力器(未图示)助力，并利用主缸(未图示)产生与该力相应的液压。产生的液压通过制动控制机构13对轮缸16供给。轮缸 16FL～16RR由缸(未图示)、活塞、垫等构成，利用从主缸9供给的工作液推动活塞，与活塞连接的垫被压紧在盘转子上。盘转子与车轮 (未图示)一同旋转。因此，作用于盘转子的制动转矩，成为作用于车轮与路面之间的制动力。由此，与驾驶员的制动踏板操作相应地，能够在各轮产生制动力。
制动控制装置15，虽然未在图1中详细表示，但与车辆控制装置 1同样例如具有CPU、ROM、RAM和输入输出装置。对制动控制装置 15输入来自能够检测前后加速度、横向加速度、横摆角速度的组合传感器14、在各轮上设置的车轮速度传感器8FL～8RR、和上述制动控制装置15的制动力指令，并且经由后述的转向控制装置8输入来自方向盘转角检测装置21的传感器信号。另外，制动控制装置15的输出，与具有泵(未图示)、控制阀的制动控制机构13连接，能够与驾驶员的制动踏板操作独立地，在各轮产生任意的制动力。制动控制装置15 起到基于上述信息推算车辆的自旋、漂移、车轮的抱死，为了抑制它们而产生对应轮的制动力，提高驾驶员的操纵安全性的作用。另外，车辆控制装置1通过对制动控制装置进行制动指令的通信，能够使车辆产生任意的制动力。但是，本文中，不限定于上述制动控制装置，也可以使用线控制动等其他致动器。
接着，说明转向装置的动作。分别用转向转矩检测装置7和方向盘转角检测装置21检测驾驶员经由方向盘6输入的转向转矩和方向盘转角，转向控制装置8基于这些信息控制电动机，产生辅助转矩。另外，虽然图1中未详细表示，但转向控制装置8也与车辆控制装置1同样例如具有CPU、ROM、RAM和输入输出装置。构成为因上述驾驶员的转向转矩、和电动机产生的辅助转矩的合力，转向控制机构10 可动，前轮转向。另一方面，与前轮的转向角相应地，来自路面的反作用力传递至转向控制机构，作为路面反作用力向驾驶员传递。
转向控制装置8能够与驾驶员的转向操作独立地用电动机9产生转矩，控制转向控制机构10。从而，车辆控制装置1通过对转向控制装置8进行目标转向转矩的通信，能够将前轮控制为任意的转向角。但是，本发明中不限定于上述转向控制装置，也可以使用线控转向等其他的致动器。
接着，对于加速进行说明。用行程传感器18检测驾驶员的加速踏板17的踩踏量，并对节流阀控制装置8输入。另外，虽然图1中未详细表示，但节流阀控制装置19也与车辆控制装置1同样例如具有CPU、 ROM、RAM和输入输出装置。节流阀控制装置19与上述加速踏板踩踏量相应地调节节流阀开度，控制发动机。由此，能够与驾驶员的加速踏板操作相应地使车辆加速。另外，节流阀控制装置能够与驾驶员的加速操作独立地控制节流阀开度。从而，车辆控制装置1通过对节流阀控制装置8进行目标加速度的通信，能够使车辆产生任意的加速度。
根据以上所述，车辆控制系统0能够在驾驶员想要变更车道时，与周围车辆的状况相应地调整制动、节流阀，从而适当地控制车辆的速度，并且控制转向来自动地变更车道。
图2是车辆控制装置1中实现的车道变更的流程图。首先，车辆控制装置1判断车道变更控制条件是否成立(S201)。用图3的流程图执行S201。首先，判断是否存在驾驶员进行的车道自动变更输入装置 11的开始输入(S301)，“是”的情况下前进至S302，“否”的情况下判断车道变更控制条件不成立(S306)。
接着，判断是否存在驾驶员进行的车道自动变更输入装置11的结束输入(S302)，“否”的情况下前进至S303，“是”的情况下前进至 S306。
接着，车辆控制装置1判断是否持续规定时间以上地进行了车道变更的控制(S303)，“否”的情况下前进至S304，“是”的情况下前进至S306。通过加入S303的处理，在不能够变更车道的状况持续了规定时间以上的情况下，能够结束车道变更控制，防止系统持续工作。
接着，判断系统是否存在异常(S304)。“是”的情况下前进至S306，判断车道变更控制条件不成立。“否”的情况下，前进至S305并判断车道变更控制条件成立。以上，基于S301～S306的结果，判断S201 的车道变更控制条件是否成立。
S201中为“是”的情况下前进至S202，“否”的情况下前进至返回处理。返回处理中，经过某规定时间(数十m秒至数百m秒)后返回图2的流程的开始。即，构成为总是监视车道变更控制条件是否成立，成立的情况下开始车道变更控制。
接着，车辆控制装置1进行图4所示的对其他车辆明示本车的变更车道的意图的处理(S202)。对其他车辆明示变更车道的意图的方法，有图4(a)的使转向灯点亮的方法。另外，可以列举图4(b)的控制车辆使其沿着与想要变更的相邻车道的边界行驶的方法。为了实现上述控制，车辆控制装置1首先用前方设置的立体相机2的信息检测车道。然后，基于后述的本车的车体速度、上述车道信息计算车辆所需的目标横摆力矩。根据上述目标横摆力矩计算出目标舵角、或者目标横摆力矩，分别对转向控制装置8、制动控制装置15通信。由此，能够控制车辆使其沿着相邻车道的边界行驶。控制车辆使其沿着与相邻车道的边界行驶的方法，不限于上述方法，也可以是其他方法。另外，作为对其他车辆明示本车的车道变更意图的方法，还有图4(c)的通过车与车间通信对其他车辆发送本车的车道变更意图的方法。如上所 述，通过S202的处理，可以对其他车辆明确地传达驾驶员的变更车道的意图，所以其他车辆能够辨别本车的车道变更意图，能够顺利地变更车道。另外，与后述第一可否变更车道判断(S207)、或第二可否变更车道判断(S213)等的结果相应地改变进行对其他车辆明示本车的车道变更意图的处理的时刻也是有效的。在判断出或者之后预测出不能够变更车道的情况下，通过与判断出能够变更车道的情况相比更快地明示变更车道的意图，能够使其他车辆更快地辨别变更车道的意图，具有催促其他车辆让本车先变更车道的效果，因此能够更顺利地变更车道。
接着，车辆控制装置1用识别外界的传感器2、3、4、5检测在车辆的车道变更目标的车道上行驶的其他车辆(也包括因汇流等而进入车道变更目标的车道的车辆)(S203)。
接着，车辆控制装置1判断是否检测到其他车辆(S204)。在检测到其他车辆的情况下前进至S205，在没有检测到其他车辆的情况下前进至S210。
在S205中，如图5所示地用检测车辆前方的立体相机2、检测车辆的左右侧方的激光雷达3、4和检测车辆的后方的毫米波雷达5，计算本车与其周围车辆的相对距离和相对速度。首先用车轮速度传感器 22FL～22RR推测本车的速度。例如选择4个车轮速度传感器中最低的值，将其作为车体推测速度。但是，车体速度的推测方法不限定于上述方法，也可以使用利用车轮速度传感器的平均值等其他方法。其他车辆的相对位置和相对速度用车辆的重心位置为原点、X轴为车辆前方的坐标系进行表示。时刻t秒时的与X轴方向的周围车辆的重心间的相对距离Xi和相对速度Vi分别用下式表示。
Figure BDA0001266795170000071
接着，基于上述相对位置和相对速度，计算变更车道的情况下的碰撞危险度(S206)。首先，将上述推测出的车体速度输入图6所示的车体速度和变更车道所需的时间的对应表，计算变更车道所需的时间。图6的对应表设定为随着车体速度提高，变更车道所需的时间缩短。由此，高速时变更车道所需的时间变短，而低速时该时间变长，从而能够与车体速度相应地适当地计算出变更车道所需的时间T1。接着，基于计算出的变更车道所需的时间T1，用下式计算表示变更车道时的 (变更车道所需的时间T1秒后的)碰撞危险度的车间距离Xi gap(t+T1) 和预测碰撞时间Ti ttc(t+T1)。
Xi gap(t+T1)＝|Xi(t+T1)|-(L0/2+Li/2) …(2)
Figure BDA0001266795170000081
其中，L0表示本车的全长(前后方向)，Li表示周围车辆i的长度。
接着，用图7根据由式(2)、(3)求出的车间距离Xi gap(t+T1)和预测碰撞时间Ti ttc(t+T1)判断能否变更车道(S207)。将该可否变更车道判断称为第一可否变更车道判断。图7中，纵轴设为车间距离，横轴设为预测碰撞时间。判断基准是在所有周围车辆的相对距离和预测碰撞时间具有充分的余量的情况、即下式成立的情况下视为能够变更车道，除此以外的情况下视为不能够变更车道。
Figure BDA0001266795170000082
X1 gap a是相对于变更车道的空间(以下称为目标空间)的前方车辆能否变更车道的相对距离的阈值(以下称为第一规定值)，X2 gap a是相对于目标空间的后方车辆能否变更车道的相对距离的阈值(以下称为第三规定值)。优选第一和第三规定值是驾驶员在处于该相对距离时无论相对速度如何都不考虑变更车道的距离(例如第一规定值为7m，第三规定值为10m)。另外，它们也可以不是固定值而是与车速或驾驶员相应地改变。另一方面，T1 TTC a是相对于目标空间的前方车辆能否变更车道的预测碰撞时间的阈值(以下称为第二规定值)，T2 TTC a是相对于目标空间的后方车辆能否变更车道的预测碰撞时间的阈值(以下称为第四规定值)。优选第二和第四规定值是驾驶员在为该预测碰撞时间时感到危险的时间(例如第二规定值为5S，第四规定值为6S)。另外，它们也可以不是固定值而是与车速或驾驶员相应地改变。根据该判断基准，例如在相对距离较长但预测碰撞时间较短(相对速度较大)的状态下要变更车道的情况、即变更车道后会立刻被后续车辆追上的情况下，判断为不能够变更车道。另外，即使在相对速度为负、即车辆正在逐渐远离的情况下，也能够在相对距离较短的情况下判断不能够变更车道。在上述判断中判断为能够变更车道的情况下，前进至S209 的车道自动变更控制的处理。另一方面，在判断为不能够变更车道的情况下前进至S208的对驾驶员的警告处理。此处，可否变更车道判断并不限定于图7，例如也可以将图7的横轴置换为相对速度。
接着，在S208的对驾驶员的警告处理中，如图8所示，与上述危险度(预测碰撞时间和车间距离)相应地，改变警告装置8的警告灯的大小或警告音的音量，对驾驶员通知不能够变更车道。通过与危险度相应地改变显示或音量，驾驶员能够更准确地了解周围的状况。
第一可否变更车道判断中判断为能够变更的情况下，进行图9所示的车道自动变更控制(S209)。首先，基于车道的横向位置，生成车道变更的目标轨道(S901)。接着，以追踪目标轨道的方式生成目标转向转矩，对转向控制装置8输出(S902)。接着，基于车道的横向位置判断车道变更是否完成，判断出车道变更已完成的情况下结束车道自动变更控制，在车道变更未完成的情况下返回S901。以上是检测到其他车辆的情况下的车道变更的处理。
接着，说明没有检测到其他车辆的情况下的车道变更的处理。在 S204中，在判断为没有检测到其他车辆的情况下，前进至S210的处理。在S210中，如图10所示将传感器能够连续检测的对象物(包括路面标识)中的最远方的对象物设定为可检测极限距离(S210)。图10的例子中，将护栏的最远方可见的位置设定为可检测极限距离。但是，可检测极限距离的设定方法不限于上述方法，可以将最远方的对象物设定为可检测极限距离，也可以将考虑了反射率难以看到的物体中的最远方的对象物设为可检测极限距离。通过将可检测极限距离限定为难以看到的对象物，使用其中最远方的对象物，能够进一步提高安全性。
在S211中，进行图11所示的最大相对速度计算处理。首先，用上述方法计算本车速度(S1101)。接着，从未图示的导航系统中提取本车行驶的车道的限速，对车道的限速加上安全余量，推测作为最差条件的其他车辆(假想车辆)的最高速度(S1102)。但是，推测其他车辆的限速的方法不限定于上述方法，也可以用车载相机检测标志和标识，识别车道的限速，对车道的限速加上安全余量，推测其他车辆的限速。接着，在S1103中，根据本车速度和其他车辆的限速，计算本车辆与其他车辆可设想的最大相对速度。
接着，在S212中，使用图12的对应表，基于上述最大相对速度，求出必要检测距离。此处，必要检测距离指的是具有最大相对速度的后续车辆从可检测极限距离的远方行驶来的情况下，为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需要的传感器的检测距离。通过上述处理，随着最大相对速度增大，能够将必要检测距离设定为更大。
接着，在S213中，基于上述可检测极限距离和上述必要检测距离，进行可否变更车道判断。将该可否变更车道判断称为第二可否变更车道判断。上述可检测极限距离大于上述必要检测距离的情况，即，实际的传感器的检测距离大于变更车道所需的传感器的检测距离的情况下，判断为能够变更车道。另一方面，上述可检测极限距离小于上述必要检测距离的情况下，判断为不能够变更车道。第二可否变更车道判断中，判断为不能够变更车道的情况下进行上述S208的处理，判断为能够变更车道的情况下进行上述S209的处理。
本申请的特征部分特别在于图2的S204和S210～S213的处理。即以下方面：在不能够检测到要进行车道变更的车道上的其他车辆时，计算本车辆的可检测极限距离和为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需的必要检测距离，在该可检测极限距离小于该必要检测距离时，判断为不能够变更车道，对驾驶员通知不能够变更车道。由此，在车道变更目标的车道上行驶的其他车辆从可识别区域外急速接近的情况下也能够确保安全。
图13示出了应用车辆控制系统的情况下的车辆的动作。在本车速度较快的情况下，如图13所示，上述必要检测距离减小，上述可检测极限距离大于该必要检测距离。由此，在第二可否变更车道判断中，判断为能够变更车道，进行车道自动变更控制。另一方面，在本车速度较慢的情况下，上述必要检测距离增大，所以在第二可否变更车道判断中，判断为不能够变更车道，使用必要检测距离与可检测极限距离的差作为危险度，进行对驾驶员的警告，对驾驶员通知不能够变更车道。也可以不仅进行警告，还从自动驾驶切换为驾驶员的手动驾驶。
图14示出了发生外部干扰、例如起雾时的可检测极限距离的设定方法。与外部干扰少的图10相比，可检测极限距离缩短。
图15示出了起雾时应用车辆控制系统的情况下的车辆的动作。与图13相比，必要检测距离不变，但可检测极限距离缩短。其结果，在第二可否变更车道判断中，判断为不能够变更车道，对驾驶员进行警告。以上以起雾为例进行了说明，但雨、夜间等环境变化、或者弯道或斜坡的切换地点、隧道的出入口等行驶条件的变化引起的外部干扰，也能够应用本车辆控制系统。
以下特别对以上说明的本实施例的车辆控制系统的车辆控制装置进行说明。首先，车辆控制系统包括检测车辆的外界的信息的外界识别部(立体相机2、激光雷达3、4、毫米波雷达5)。而且，车辆控制装置1的控制部具有外界识别部在可检测范围内没有识别到其他车辆的情况下，计算可检测范围外的假想车辆与本车辆的相对速度的相对速度计算部的功能。另外，车辆控制系统包括基于相对速度计算部计算出的相对速度判断能否变更车道，对驾驶员通知该判断结果的通知部。
另外，车辆控制装置1的控制部包括：在外界识别部识别到其他车辆的情况下，计算该其他车辆与本车辆的相对速度的相对速度计算部；和基于该相对速度计算部计算出的相对速度判断能否变更车道，对本车辆的驾驶员通知该判断结果的通知部。
另外，车辆控制装置1的控制部包括：计算外界识别部的可检测范围的检测范围计算部；和根据由检测范围计算部计算出的可检测范围内是否存在其他车辆来进行其他车辆的识别的其他车辆识别部。
另外，车辆控制装置1的控制部，在外界识别部在可检测范围内没有识别到其他车辆的情况下，对于可检测范围外的假想车辆计算假想车辆与本车辆的相对速度。而且，优选基于计算出的相对速度判断能否变更车道，对本车辆的驾驶员通知该判断结果。
另外，车辆控制装置1的控制部具有基于由相对速度计算部计算出的相对速度来计算本车辆变更车道所需要的外界识别部的必要检测距离的必要检测距离计算部。而且，通知部在判断为计算出的必要检测距离小于外界识别部的可检测范围的极限的情况下，对本车辆的驾驶员通知不能够变更车道或者变更车道是危险的。
此时，车辆控制装置1的控制部也可以具有控制自动进行本车辆的车道变更的车道变更控制部。或者，车辆控制装置1的控制部也可以具有控制自动使本车辆加速的车辆速度控制部。另外，相对速度计算部也可以如上所述，基于车道的限速来计算假想车辆与本车辆的相对速度。
另外，车辆控制装置1的控制部，将外界识别部能够识别的识别对象物中的位于最远方的识别对象物的附近设定为外界识别部的可检测范围的极限，基于外界识别部的可检测范围的极限判断能否变更车道。具体而言，在判断必要检测距离大于外界识别部的可检测范围的极限的情况下，判断本车辆能够变更车道。
由此，根据本发明，基于可检测极限距离和必要检测距离判断能否变更车道，在判断为可检测极限距离小于必要检测距离的情况、即不能够确认安全的情况下，不勉强地变更车道，对驾驶员通知不能够变更车道。其结果，即使在车道变更目标的车道上行驶的其他车辆从可检测极限距离外急速接近的情况下，也不会发生因本车变更车道而与后续车辆接触或者使得后续车辆急减速的情况，能够提高车辆控制系统的安全性。此外，本发明对于可检测极限距离因雾等各种外部干扰而缩短的情况，也可以获得同样的效果。
实施例2
本实施例是基于要进行车道变更的车道的速度分布设定最大相对速度的车辆控制系统。对于具有与第一实施方式相同的功能的部分，省略说明。
图16示出了第二实施方式的计算最大相对速度的流程图。首先，计算本车速度(S1601)。基于存储了车辆行驶的位置的速度历史的地图数据，推测其他车辆(假想车辆)的最高速度(S1602)。其中，存储了车道的速度历史的地图数据，优选如下所述地基于实际行驶的数据逐次更新。
未图示的远程信息中心与各车辆通过未图示的信息终端连接。远程信息中心将各车辆的行驶速度作为地图数据存储、管理。即，地图数据存储了各车辆实际行驶的速度分布。各车辆定期地取得上述地图数据。但是，地图数据的管理方法无需限定于上述方法，也可以是其他方法。接着，在S1603中，根据本车速度和其他车辆的限速，计算本车辆与其他车辆的可设想的最大相对速度。
即，本实施例中，车辆控制装置1的控制部的相对速度计算部，基于车道的行驶速度的历史计算假想车辆与本车辆的相对速度。
如上所述，通过基于要进行车道变更的车道的速度分布，推测其他车辆的最高速度，与基于车道的限速来推测车道的最高速度相比，推测精度提高。其结果，第二可否变更车道判断的精度提高，安全性提高。
实施例3
本实施例是在第二可否变更车道判断中判断为不能够变更车道的情况下进行加速控制，扩大能够变更车道的场景的车辆控制系统。对于具有与第一实施方式相同的功能的部分，省略说明。
第三实施方式中，在第二车道变更中判断为不能够变更车道的情况下，进行图17所示的对驾驶员的警告处理(S208)。S1701与第一实施方式同样地用图8所示的方法，对驾驶员进行警告。S1702为了降低相对速度而运算目标加速度。例如，在与假想车辆的相对速度较大而不能够变更车道的情况下，能够通过上述处理提高本车速度直到能够进行车道变更的速度。
如上所述，通过在第二可否变更车道判断中判断为不能够变更车道的情况下进行加速控制，由此相对速度减小，能够使必要检测距离减小。其结果，第二可否变更车道判断切换为能够变更车道。即，能够通过本实施例的车辆控制系统增加自动变更车道的机会。
实施例4
本实施例是对于在单侧单车道的道路上的本车道的前方存在的障碍物，暂时进入对向车道以进行避让行驶(进行暂时的车道变更)的车辆控制系统。对于具有与第一实施方式相同的功能的部分，省略说明。
图18示出了第四实施方式中的可检测极限距离的设定方法。在判断为没有检测到其他车辆的情况下，如图18所示地将传感器中能够连续检测的对象物(包括路面标识)中的最远方的对象物设定为可检测极限距离。图18中，将护栏的最远方可见的位置，设定为可检测极限距离。
图19示出了第四实施方式中的车辆控制系统的动作结果。基于上述可检测极限距离和根据本车与假想的相对车辆的最大相对速度求出的必要检测距离，判断能否暂时变更车道至对向车道。图19的情况下，必要检测距离大于可检测极限距离，所以判断为不能够进行向对向车道的暂时的车道变更，对驾驶员通知不能够变更车道。在该情况下，通过加入使本车减速、减小最大相对速度而实现车道变更的处理，进行自动车道变更的机会增多。
如上所述，根据本发明，基于可检测极限距离和必要检测距离判断能否变更车道，在判断出可检测极限距离小于必要检测距离的情况、即不能够确认安全的情况下，不变更车道而是对驾驶员进行警告。其结果，即使对于向对向车道的车道变更，也能够在车辆的车道变更目标的车道上行驶的其他车辆从可检测极限距离外急速接近的情况下，不勉强地变更车道，而是对驾驶员通知不能变更车道。其结果，即使在车道变更目标的车道上行驶的其他车辆从可检测极限距离外急速接近的情况下，也不会发生因本车变更车道而与后续车辆接触或者使得后续车辆急减速的情况，能够提高车辆控制系统的安全性。
实施例5
本实施例是从辅路向优先道路自动左转的车辆控制系统。对于具有与第一实施方式相同的功能的部分，省略说明。
图20示出了第五实施方式中的可检测极限距离的设定方法。在判断为没有检测到其他车辆的情况下，如图20所示地将传感器中能够连续检测的对象物(包括路面标识)中最远方的对象物设定为可检测极限距离。图20中，将车道标志中最远方可见的位置设定为可检测极限距离。
图21中示出了第五实施方式中的车辆控制系统的动作结果。如图 21所示，基于上述可检测极限距离和根据与本车想要左转的车道上行驶的其他车辆(假想车辆)的最大相对速度求出的必要检测距离，判断能否左转。在图21的情况下，可检测极限距离大于必要检测距离，所以判断为能够左转，生成用于左转的目标转向转矩，进行自动左转控制。
另外，在第五实施例中，示出了从辅路向优先道路自动左转的车辆控制系统，但是对于交叉路口的右转或直行、存在信号灯的交叉路口也是有效的。即，本实施例的车辆控制装置1的控制部，基于相对速度计算部计算出的相对速度，判断能否右转或左转，并对驾驶员通知该判断结果，或者，在判断为能够转向的情况下控制本车辆进行右转或左转的自动驾驶。
如上所述，根据本发明，基于可检测极限距离和必要检测距离判断能否变更车道，在判断为可检测极限距离小于必要检测距离的情况、即不能够确认安全的情况下，不勉强地变更车道，而是对驾驶员通知不能够变更车道。其结果，即使在车道变更目标的车道上行驶的后续车辆从可检测极限距离外急速接近的情况下，也不会发生因本车变更车道而与后续车辆接触或者使得后续车辆急减速的情况，能够提高车辆控制系统的安全性。
以上，对于实施例进行了说明，但具体的结构不限定于各实施例，即使存在不脱离发明的主旨的范围的设计变更等，也包括在本发明中。
符号说明
0……车辆控制系统，1……车辆控制装置，2……立体相机，3、 4……激光雷达，5……毫米波雷达，6……方向盘，7……转向转矩检测装置，8……转向控制装置，9……电动机，10……转向控制机构， 11……车道自动变更输入装置，12……制动踏板，13……制动控制机构，14……组合传感器，15……制动控制装置，16FL～16RR……轮缸， 17……加速踏板，18……行程传感器，19……节流阀控制装置，20……节流阀控制机构，21……方向盘转角检测装置，22FL～22RR……车轮速度传感器，23……警报装置。

Claims (17)

1.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
外界识别单元，其检测本车辆行驶的车道的车道标志和/或所述本车辆的周围的其他车辆；
极限距离计算单元，其求出所述外界识别单元的可检测极限距离；
相对速度计算单元，其在所述可检测极限距离内不存在其他车辆的情况下，计算与存在于该距离外的假想车辆的相对速度；和
必要检测距离计算单元，其根据所述相对速度，求出所述本车辆变更车道所需的所述外界识别单元的必要检测距离，该必要检测距离指的是具有最大相对速度的后续车辆从所述可检测极限距离的远方行驶来的情况下，为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需要的所述外界识别单元的检测距离，
在判断出所述可检测极限距离小于所述必要检测距离的情况下，对驾驶员通知不能够变更车道，
在判断为不能够变更车道的情况下，为了降低所述相对速度而运算目标加速度，进行加速控制，使所述相对速度减小，使所述必要检测距离减小而小于所述可检测极限距离。
2.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于：
在判断出所述可检测极限距离大于所述必要检测距离的情况下，自动进行所述本车辆的车道变更。
3.如权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于：
在判断出所述可检测极限距离小于所述必要检测距离的情况下，使所述本车辆加速。
4.如权利要求1～3中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
所述相对速度计算单元基于所述车道的限速来计算与所述假想车辆的相对速度。
5.如权利要求1～3中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
所述相对速度计算单元基于所述车道的行驶速度的历史数据，计算与所述假想车辆的相对速度。
6.如权利要求1～3中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
所述极限距离计算单元检测能够从所述本车辆连续检测到的多个对象物，基于该对象物，将所述可检测极限距离设定在最远方的对象物附近。
7.如权利要求6所述的车辆控制系统，其特征在于：
所述极限距离计算单元提取所述对象物中的亮度在规定值以下的对象物，从亮度在规定值以下的对象物之中设定所述可检测极限距离。
8.如权利要求1～3中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
在判断出所述可检测极限距离小于所述必要检测距离的情况下，使点亮转向灯的时刻提前。
9.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
外界识别部，其检测本车辆的外界的信息；
相对速度计算部，其在所述外界识别部在可检测范围内没有识别到其他车辆的情况下，计算可检测范围外的假想车辆与本车辆的相对速度；
通知部，其基于由所述相对速度计算部计算出的相对速度，判断能否右转、左转或变更车道，并对驾驶员通知该判断的结果；和
必要检测距离计算部，其基于由所述相对速度计算部计算出的所述相对速度，计算本车辆变更车道所需的所述外界识别部的必要检测距离，该必要检测距离指的是具有最大相对速度的后续车辆从可检测极限距离的远方行驶来的情况下，为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需要的所述外界识别部的检测距离，
所述通知部，在判断出所述必要检测距离小于所述外界识别部的可检测范围的极限的情况下，对本车辆的驾驶员通知不能够变更车道或者变更车道是危险的，
在判断为不能够变更车道的情况下，为了降低所述相对速度而运算目标加速度，进行加速控制，使所述相对速度减小，使所述必要检测距离减小而小于所述可检测极限距离。
10.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
外界识别部，其检测本车辆的外界的信息；
相对速度计算部，其在所述外界识别部在可检测范围内没有识别到其他车辆的情况下，计算可检测范围外的假想车辆与本车辆的相对速度；
通知部，其基于由所述相对速度计算部计算出的相对速度，判断能否右转、左转或变更车道，并对驾驶员通知该判断的结果；
必要检测距离计算部，其基于由所述相对速度计算部计算出的所述相对速度，计算本车辆变更车道所需的所述外界识别部的必要检测距离，该必要检测距离指的是具有最大相对速度的后续车辆从可检测极限距离的远方行驶来的情况下，为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需要的所述外界识别部的检测距离；和
车道变更控制部，其进行控制以在判断出所述必要检测距离大于所述外界识别部的可检测范围的极限的情况下，使得自动进行本车辆的车道变更，
在判断为不能够变更车道的情况下，为了降低所述相对速度而运算目标加速度，进行加速控制，使所述相对速度减小，使所述必要检测距离减小而小于所述可检测极限距离。
11.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
外界识别部，其检测本车辆的外界的信息；
相对速度计算部，其在所述外界识别部在可检测范围内没有识别到其他车辆的情况下，计算可检测范围外的假想车辆与本车辆的相对速度；
通知部，其基于由所述相对速度计算部计算出的相对速度，判断能否右转、左转或变更车道，并对驾驶员通知该判断的结果；
必要检测距离计算部，其基于由所述相对速度计算部计算出的所述相对速度，计算本车辆变更车道所需的所述外界识别部的必要检测距离，该必要检测距离指的是具有最大相对速度的后续车辆从可检测极限距离的远方行驶来的情况下，为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需要的所述外界识别部的检测距离；和
车辆速度控制部，其进行控制以在判断出所述必要检测距离大于所述外界识别部的可检测范围的极限的情况下，使本车辆加速，
在判断为不能够变更车道的情况下，为了降低所述相对速度而运算目标加速度，进行加速控制，使所述相对速度减小，使所述必要检测距离减小而小于所述可检测极限距离。
12.如权利要求9～11中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
将所述外界识别部能够识别到的识别对象物中的位于最远方的识别对象物的附近，设定为所述外界识别部的可检测范围的极限，
基于所述外界识别部的可检测范围的极限，判断能否变更车道。
13.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
外界识别部，其检测本车辆的外界的信息；
相对速度计算部，其在所述外界识别部在可检测范围内没有识别到其他车辆的情况下，计算可检测范围外的假想车辆与本车辆的相对速度；
通知部，其基于由所述相对速度计算部计算出的相对速度，判断能否右转、左转或变更车道，并对驾驶员通知该判断的结果；和
必要检测距离计算部，其基于由所述相对速度计算部计算出的所述相对速度来计算本车辆变更车道所需的所述外界识别部的必要检测距离，该必要检测距离指的是具有最大相对速度的后续车辆从可检测极限距离的远方行驶来的情况下，为了不发生碰撞或急减速地变更车道所需要的所述外界识别部的检测距离，
将所述外界识别部能够识别到的识别对象物中的位于最远方的识别对象物的附近，设定为所述外界识别部的可检测范围的极限，
在判断出所述必要检测距离大于所述外界识别部的可检测范围的极限的情况下，判断为本车辆能够变更车道，
在判断为不能够变更车道的情况下，为了降低所述相对速度而运算目标加速度，进行加速控制，使所述相对速度减小，使所述必要检测距离减小而小于所述可检测极限距离。
14.如权利要求9～11、13中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于，包括：
检测范围计算部，其计算所述外界识别部的可检测范围；和
其他车辆识别部，其根据在由所述检测范围计算部计算出的可检测范围内是否存在其他车辆，来进行其他车辆的识别。
15.如权利要求9～11、13中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
包括车辆速度控制部，其进行控制以在基于由所述相对速度计算部计算出的相对速度判断出能够变更车道的情况下，使本车辆加速。
16.如权利要求9～11、13中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
所述相对速度计算部基于车道的限速来计算所述假想车辆与本车辆的相对速度。
17.如权利要求9～11、13中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
所述相对速度计算部基于车道的行驶速度的历史来计算所述假想车辆与本车辆的相对速度。
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