JP2007182143A

JP2007182143A - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP2007182143A
Application number: JP2006001744A
Authority: JP
Inventors: Noritada Yoshiji; 規宰吉次
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2007-07-19

Abstract

【課題】自車が走行する道路の種類に基づいて最適な走行制御手段を実行させる車両用走行制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両を設定速度で走行させる定速走行制御手段１０と車両を設定車間距離で走行させる追従走行制御手段１１とを有する車両用走行制御装置１は、車両位置における道路の種類を識別する道路種類識別手段１２と、道路種類識別手段１２により識別された道路の種類に基づいて、実行する走行制御手段を選択する走行制御選択手段１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用走行制御装置に関し、より詳細には、自車が走行する道路の種類に応じて最適な走行制御手段を実行する車両用走行制御装置に関する。

従来、運転者の運転負荷を軽減するための種々の走行制御手段を備えたクルーズコントロール装置があり、走行制御手段には、希望の車速を設定すると自動的にアクセル開度やシフト位置を制御して希望の速度まで車両を加減速する定速走行制御手段や、自車と同じ車線上に自車より遅い先行車を検知すると自動的にスロットル開度やシフト位置を制御したり、ブレーキ操作を促したりして減速を行わせ、その後、先行車の車速変化に合わせて所定の車間距離を維持する追従走行制御手段がある。

係るクルーズコントロール装置には、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）機能および地図情報を備えたナビゲーションシステムと協働して、自車が交差点付近に到達したことを認識すると追従走行制御手段の実行を停止させ、右左折する前方車両への不用意な追従を防止したり、若しくは、定速走行制御手段の実行を停止させ、交差点付近での不要な加速を防止したり、または、高速道路から降りようとする自車がインターチェンジ付近に到達したことを認識すると追従走行制御手段の実行を停止させ、インターチェンジを通過し高速道路の走行を継続する前方車両への不用意な追従を防止したり、若しくは、定速走行制御手段の実行を停止させ、インターチェンジ付近での不要な加速を防止したりする機能を備えた装置も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１７５８９７号公報

しかしながら、特許文献１のクルーズコントロール装置は、交差点やインターチェンジといった地図上の１地点の性質に基づいて所定の走行制御手段の実行を停止させ、該１地点を通過した後は、停止させた走行制御手段の実行を再開させるので、車両が走行する道路に最適な走行制御手段を実行できないという問題がある。

係る問題に鑑み、本発明は、自車が走行する道路の種類に基づいて、最適な走行制御手段を実行させる車両用走行制御装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、第１の発明は、車両を設定速度で走行させる定速走行制御手段と車両を設定車間距離で走行させる追従走行制御手段とを有する車両用走行制御装置であって、車両が走行する道路の種類を識別する道路種類識別手段と、前記道路種類識別手段により識別された道路の種類に基づいて、実行する走行制御手段を選択する走行制御選択手段と、を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明に係る車両用走行制御装置であって、車両位置を検出する車両位置検出手段を備え、前記道路種類識別手段は、前記車両位置検出手段により検出された車両位置と地図情報とに基づいて道路の種類を識別することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明に係る車両用走行制御装置であって、前記走行制御選択手段は、前記道路種類識別手段が自動車専用道路以外の道路を識別した場合に、定速走行制御手段を実行しないと判断することを特徴とする。

また、第４の発明は、第１または第２の発明に係る車両用走行制御装置であって、前記走行制御選択手段は、前記道路種類識別手段が自動車専用道路以外の道路であって、歩道の無い道路を識別した場合に、定速走行制御手段を実行しないと判断することを特徴とする。

上述の手段により、本発明は、自車が走行する道路の種類に基づいて、最適な走行制御手段を実行させる車両用走行制御装置を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、いくつかの実施例に分けて、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明に係る車両用走行制御装置の構成例を示す図である。車両用走行制御装置１は、定速走行制御手段１０、追従走行制御手段１１、道路種類識別手段１２および走行制御選択手段１３を有し、ビーコンユニット２、カメラ３、カーナビゲーションシステム４、レーダ５、ブレーキ６およびアクセル７に接続される。

ビーコンユニット２は、主要な一般道路で使用される光ビーコン、高速道路で使用される電波ビーコンまたは広域エリアの道路交通情報を提供するＦＭ多重放送を介したＶＩＣＳ（ＶｅｈｉｃｌｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）情報を受信するための装置である。

カメラ３は、車両外部を撮影して画像処理により道路標識や道路標示（以下、「道路標識等」という。）を識別したり、前方車両との車間距離を測定したりする装置であり、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラやＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラであり、また、夜間でも撮影が可能な赤外線カメラ、被写体との距離を測定可能なステレオカメラであってもよい。

カーナビゲーションシステム４は、ＧＰＳ機能により取得される車両の位置情報と、ハードディスクやＤＶＤ等に記憶された地図情報とに基づいて目的地までの経路を示し、車両を誘導するためのシステムである。

車両の位置情報は、例えば、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳアンテナを介してＧＰＳ衛星が出力するＧＰＳ信号に基づいて測位・演算される。測位方法は、単独測位や相対測位（干渉測位を含む。）等の如何なる方法であってもよいが、好ましくは精度の高い相対測位が用いられる。この際、自車位置は、舵角センサ、車速センサやジャイロセンサ等の各種センサの出力や、ビーコン受信機及びＦＭ多重受信機を介して受信される各種情報に基づいて補正されてもよい。

「地図情報」とは、自動車専用道路、一般道路等の道路の種類に関する情報であり、路側帯や側道の有無、道幅、車線数、中央分離帯の有無等の詳細な道路情報を包含する。

また、「自動車専用道路」とは、自動車のみの通行の用に供する道路又は道路の部分をいい、道路法に規定する高速自動車国道および自動車専用車道並びに道路運送法に規定する自動車道を包含する。

また、「一般道路」とは、自動車、原動機付自転車、軽車両トロリーバス、自転車、または、歩行者等が、１つの道路断面を通行する道路をいう。

レーダ５は、例えば、対象物に向けて電磁波を出射して対象物から反射してきた電磁波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などに基づいて、対象物の位置や対象物の自車との相対速度を測定する装置である。レーダ５は、好適には、雨や霧などの日にも効果を発揮する、周波数が３０ＧＨｚ乃至３００ＧＨｚ（真空中での波長が１ｍｍ乃至１０ｍｍ程度）の電波を利用するミリ波レーダであり、主に７６ＧＨｚ乃至７７ＧＨｚを使用する。なお、レーダ５は、赤外線レーダであってもよい。

ブレーキ６は、車両を制動する制動装置であり、例えば、定速走行制御手段１０または追従走行制御手段１１からの指示命令に基づいて自動的に制動力を制御して車速を調整する。

アクセル７は、アクセルペダルを介してアクセル開度を制御するための装置であり、例えば、定速走行制御手段１０または追従走行制御手段１１からの指示命令に基づいてアクセル開度を自動的に変化させて車速を調整する。

次に、車両用走行制御装置１が有する各種手段について説明する。

定速走行制御手段１０は、自車の車速が所定の設定速度になるよう制御する手段であり、例えば、自車の現在速度が６０ｋｍ／ｈで、設定速度を８０ｋｍ／ｈとした場合に、定速走行制御手段１０は、アクセル７を制御してアクセル開度を大きくし、運転者がアクセルペダルを踏み込まなくても自車を加速させて車速を８０ｋｍ／ｈに制御する。なお、設定速度は、予め数種類設定しておいてもよく、随時設定を変更できるようにしてもよい。

追従走行制御手段１１は、自車とその前方を走行する他車との間の車間距離を所定距離に維持するよう車速を制御する手段であり、例えば、自車および前方を走行する他車の車速が共に６０ｋｍ／ｈであり、現在の車間距離が６０ｍの場合に、前方を走行する車両が５０ｋｍ／ｈまで減速し車間距離が減少した場合に、追従走行制御手段１１は、アクセル７を制御してアクセル開度を小さくし、或いは、ブレーキ６を制御して制動力を大きくして、運転者がアクセルペダルまたはブレーキペダルを踏み込まなくても自車を減速させて車速を５０ｋｍ／ｈ未満にし、車間距離を６０ｍに維持するよう制御する。なお、追従走行制御手段１１は、車速に応じて車間距離を変更するようにしてもよい。

道路種類識別手段１２は、自車が走行する道路の種類を識別するための手段であり、例えば、ビーコンユニット２が受信したＶＩＣＳ信号が光ビーコンまたは電波ビーコンの何れからの信号であるかということに基づいて自車が走行中の道路が自動車専用道路であるか、一般道路であるかを識別する。なお、道路種類識別手段１２は、ビーコンユニット２が取得した、道路の種類に関するより詳細な情報に基づいて道路の種類を識別してもよい。また、道路種類識別手段１２は、カメラ３が撮影した画像から画像処理により抽出した道路標識等に基づいて、自車が走行中の道路が自動車専用道路であるか、歩行者や自転車（以下、「歩行者等」という。）が通行可能な路側帯や側道を有する一般道路であるかを識別する。さらにまた、道路種類識別手段１２は、カーナビゲーションシステム４のＧＰＳ機能により取得した自車の位置情報とハードディスク等に記憶された地図情報とに基づいて、自車が走行中の道路が自動車専用道路であるか一般道路であるかを識別する。なお、道路種類識別手段１２は、路側帯や側道の有無、道幅、車線数、中央分離帯の有無等の詳細な道路情報から道路の種類を識別するようにしてもよい。

走行制御選択手段１３は、道路種類識別手段１２の識別した道路の種類に基づいて何れの走行制御手段を実行するかを判断する手段であり、例えば、道路種類識別手段１２が自車の走行する道路が自動車専用道路であると識別すると、走行制御選択手段１３は、定速走行制御手段１０および追従走行制御手段１１を実行することを選択する。

また、走行制御選択手段１３は、道路の種類に応じて実行する走行制御手段の詳細な設定を変更してもよく、例えば、法定最高速度が６０ｋｍ／ｈの一般道路を走行中に自車速度が４０ｋｍ／ｈを下回った場合に、追従走行制御手段１１の実行を解除するようにしてもよい。低速走行時の不用意な追従を防止するためである。

この構成により、車両用走行制御装置１は、自車の走行する道路の種類に応じて、実行する走行制御手段を自動的に選択でき、定速走行制御手段１０や追従走行制御手段１１の実行を開始させるための操作を運転者に行わせなくてもよいという効果が得られる。

また、車両用走行制御装置１は、道路の種類に適した走行制御手段を実行することができるので、運転者の運転負荷を軽減しながら、自動的かつ適切に、車両を加速させ、減速させ、定速走行させ或いは停止させることができるという効果が得られる。

また、車両用走行制御装置１は、道路の種類に適した走行制御手段を実行することができるので、歩行者の多い道路では自動的な加速を行わないといった運転者が感覚的に理解し易い走行制御を提供することができ、走行の安全性を向上させることができるという効果が得られる。

また、車両用走行制御装置１は、自動車専用道路のような歩行者等の通行できない道路を自車が走行する場合は、定速走行制御手段１０を自動的に実行するので、定速走行制御手段１０の実行開始をうっかり忘れてしまうようなことを防止することができ、燃費を向上させたり、運転者の運転負荷を確実に軽減したりすることができるという効果が得られる。

次に、車両用走行制御装置１が道路の種類に応じて実行する走行制御手段を選択する処理について説明する。図２は、車両用走行制御装置１が走行制御手段を選択する処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、車両用走行制御装置１は、道路種類識別手段１２により、カーナビゲーションシステム４のＧＰＳ機能による自車の位置情報（経度、緯度、高度）と、ハードディスク等に記憶された地図情報とを取得し（ステップＳ１）、取得した位置情報および地図情報から自車が走行する道路の種類を識別する(ステップＳ２)。なお、道路種類識別手段１２は、ハードディスク等に記憶された法定最高速度や車線数等に関する情報に基づいて道路の種類を識別してもよい。すなわち、道路種類識別手段１２による識別は、路側帯や側道の有無、道幅、車線数、中央分離帯の有無等といった道路の構造に基づいて行ってもよく、法定最高速度や自転車通行禁止等が規定されているといった法律上の規制に基づいて行ってもよい。

道路種類識別手段１２により高速道路、有料道路、または、市街地を迂回するバイパス等の幹線道路等といった、歩行者等が通行する可能性が極めて低い道路が識別されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、走行制御選択手段１３は、定速走行制御手段１０および追従走行制御手段１１の実行を選択する（ステップＳ３）。

一方、道路種類識別手段１２により、市街地や繁華街を通る幹線道路、住宅街を通る県道や市道といった歩行者等が頻繁に通行する道路等であって、歩道や路側帯を有さない道路が識別されると（ステップＳ２のＮＯ）、走行制御選択手段１３は、追従走行制御手段１１の実行のみを選択し、定速走行制御手段１０の実行を選択しないようにする（ステップＳ４）。横断歩道や交差点が多く、歩行者が横断する機会も多い道路であって、歩道や路側帯がないために歩行者が車道に入り込む可能性の高い道路において、定速走行制御手段１０を実行すると、低い速度で走行する必要がある場合にも車両が自動的に加速されてしまい、運転者がブレーキ６を踏んで減速しなければならず、かえって運転者の負担を増大させてしまう場合があるからである。

なお、走行制御選択手段１３は、歩行者等が通行する道路であって、歩道や路側帯を有する道路を道路種類識別手段１２が識別した場合に、追従走行制御手段１１の実行のみを選択し、定速走行制御手段１０の実行を選択しないようにしてもよい。

また、定速走行制御手段１０を実行する道路の種類、および、追従走行制御手段１１を実行する道路の種類は、予め設定されるが、随時変更できるようにしてもよい。また、これら設定は、時間帯に応じて自動的に変更されるようにしてもよい。

また、交差点やインターチェンジ等所定の地点に自車が接近した場合に行う走行制御手段の停止や切り替えを併用するようにしたり、或いは、自動車専用道路において定速走行制御手段１０を、例えば、３０ｋｍ／ｈ未満といった低い設定速度でも実行可能とし、それ以外の道路においては所定速度未満の場合の定速走行制御手段１０の実行を不可能とするような制御を併用するようにしたりしてもよい。なお、車両用走行制御装置１は、原則的には、制限速度内である限り、定速走行制御手段１０を如何なる設定速度でも実行可能とし、所定距離以上である限り、追従走行制御手段１１を如何なる設定車間距離でも実行可能とする。

この構成により、車両用走行制御装置１は、歩道が車道に併設されていないような一般道路を自車が走行する場合には、定速走行制御手段１０を実行しないようにすることで、不必要な加速が行われないようにし、道路環境に応じた制御を行うことができるという効果が得られる。

また、車両用走行制御装置１は、歩道が車道に併設されるような一般道路であっても、定速走行制御手段１０を実行しないようにすることで、不必要な加速が行われないようにし、道路環境をより厳格に意識した制御を行うことができるという効果が得られる。

図３は、車両用走行制御装置１が走行制御手段を選択する別の処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、車両用走行制御装置１は、道路種類識別手段１２により、ビーコンユニット２で受信したＶＩＣＳ情報の発信源（光ビーコンまたは電波ビーコン）を取得し（ステップＳ１１）、取得した発信源に関する情報から自車の位置する道路の種類を識別する(ステップＳ１２)。

道路種類識別手段１２により自動車専用道路が識別されると（ステップＳ１２のＹＥＳ）、走行制御選択手段１３は、定速走行制御手段１０および追従走行制御手段１１の実行を選択する（ステップＳ１３）。

一方、道路種類識別手段１２により、一般道路が識別されると（ステップＳ１２のＮＯ）、走行制御選択手段１３は、追従走行制御手段１１の実行のみを選択し、定速走行制御手段１０の実行を選択しないようにする（ステップＳ１４）。

この構成により、車両用走行制御装置１は、カーナビゲーションシステム４等を利用することなく、ＶＩＣＳ情報に基づいて自車が走行する道路の種類を識別し、自車の走行する道路の種類に応じた走行制御手段の自動的な選択を、簡易に行うことができるという効果が得られる。

図４は、車両用走行制御装置１が走行制御手段を選択する更に別の処理の流れを示すフローチャートである。

最初に、車両用走行制御装置１は、道路種類識別手段１２により、カメラ３が取得した画像を画像処理することで道路標識等を抽出し（ステップＳ２１）、抽出した道路標識等から自車の位置する道路の種類を識別する（ステップＳ２２）。

道路種類識別手段１２により最高速度６０ｋｍを示す道路標識が識別されると（ステップＳ２２のＹＥＳ）、走行制御選択手段１３は、定速走行制御手段１０および追従走行制御手段１１の実行を選択する（ステップＳ２３）。なお、走行制御選択手段１３は、例えば、最高速度が５０ｋｍ以上の道路では、定速走行制御手段１０および追従走行制御手段１１を実行し、最高速度が５０ｋｍ未満の道路では、追従走行制御手段１１のみを実行するよう設定される。

一方、道路種類識別手段１２により、最高速度４０ｋｍを示す道路標識が識別されると（ステップＳ２２のＮＯ）、走行制御選択手段１３は、追従走行制御手段１１の実行のみを選択し、定速走行制御手段１０の実行を選択しないようにする（ステップＳ２４）。

なお、道路種類識別手段１２は、カメラ３により抽出された自動車専用道路やスクールゾーンの道路標識等に基づいて、道路の種類を識別してもよい。

この構成により、車両用走行制御装置１は、道路の種類をより詳細に識別することができ、実行する走行制御手段をより詳細に設定できるという効果が得られる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例では、道路の種類のみに基づいて実行する走行制御手段を選択するが、渋滞情報や気象情報を併用してさらに詳細に走行制御手段の選択を行ってもよい。例えば、高速道路であっても渋滞情報により渋滞区間に関する情報を取得した場合には、渋滞区間に接近したときに定速走行制御手段１０の実行を選択しないようにしたり、或いは、気象情報に基づいて降雨情報や降雪情報を取得した場合には、該当区間に接近したときに追従走行制御手段１１における車間距離の設定を大きくしたりするようにしてもよい。

また、車両用走行制御装置１は、自車の走行する道路の種類を識別するために、高度道路交通システムＩＴＳ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ）で見られるような磁気マーカや電波発信器等の道路に敷設される道路インフラとの間の通信を利用するようにしてもよい。

本発明に係る車両用走行制御装置の構成例を示す図である。車両用走行制御装置が走行制御手段を選択する更に別の処理の流れを示すフローチャート（その１）である。車両用走行制御装置が走行制御手段を選択する更に別の処理の流れを示すフローチャート（その２）である。車両用走行制御装置が走行制御手段を選択する更に別の処理の流れを示すフローチャート（その３）である。

符号の説明

１車両用走行制御装置
２ビーコンユニット
３カメラ
４カーナビゲーションシステム
５レーダ
６ブレーキ
７アクセル
１０定速走行制御手段
１１追従走行制御手段
１２道路種類識別手段
１３走行制御選択手段

Claims

車両を設定速度で走行させる定速走行制御手段と車両を設定車間距離で走行させる追従走行制御手段とを有する車両用走行制御装置であって、
車両が走行する道路の種類を識別する道路種類識別手段と、
前記道路種類識別手段により識別された道路の種類に基づいて、実行する走行制御手段を選択する走行制御選択手段と、
を備えることを特徴とする車両用走行制御装置。
車両位置を検出する車両位置検出手段を備え、
前記道路種類識別手段は、前記車両位置検出手段により検出された車両位置と地図情報とに基づいて道路の種類を識別する、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用走行制御装置。
前記走行制御選択手段は、前記道路種類識別手段が自動車専用道路以外の道路を識別した場合に、定速走行制御手段を実行しないと判断する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走行制御装置。
前記走行制御選択手段は、前記道路種類識別手段が自動車専用道路以外の道路であって、歩道の無い道路を識別した場合に、定速走行制御手段を実行しないと判断する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走行制御装置。