JP2011131839A - 運転支援制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して制御の複雑さを回避しながら、走行計画に近づけるようにドライバに対する運転支援を行うことができる運転支援制御装置を提供する。
【解決手段】 所定の走行計画に基づく目標加速度に対して、ドライバの操作に基づく要求加速度をドライバが違和感を覚えない範囲で近づける介入制御を行う。また、車両を安定走行させるためには、ドライバに違和感を与えたとしても要求加速度を目標加速度に近づける介入制御を行う。ここで、介入制御を行う際に、介入度の異なる複数の介入制御モードを設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転支援制御装置に関する。

車両を走行させる際、燃費の向上やタイヤの磨耗、あるいは排気ガスの排出量の減少等を求められることが多い。近年においては、このような要求に応じた技術が種々提供されている。このような技術として、車両の到達位置までの区間を設定し、設定した区間に対応して車両の移動結果を向上させる車両移動パターン算出装置が開示されている（たとえば特許文献１参照）。ここでの車両の移動結果とは、燃費、タイヤの磨耗、排気ガスの排出量などを意味するものである。

この車両移動パターン算出装置においては、車両が移動する際の拘束条件を決定し、この拘束条件に基づいて車両の移動結果を向上させるように車両の移動パターンを算出するというものである。また、車両の移動パターンを算出した際に、車両の移動を支援する移動支援手段を備えるものである。

特開２００６−３２７５４５号公報

上記特許文献１に記載された車両移動パターン算出装置においては、移動支援手段によって移動支援を行うものであるが、車両は、実際にはドライバの操作に基づいて移動している。ところが、上記特許文献１に記載された車両移動パターン算出装置では、ドライバの操作と算出された車両移動パターンに基づく走行計画を協調させた運転支援については特に考慮されていない。

ここで、ドライバの操作と走行計画とを協調させるためには、たとえばドライバの操作による移動パターンと走行計画に基づく走行パターンとの偏差が大きくなった場合、両者を近づけるように支援を行うことが考えられる。ドライバの操作による移動パターンと走行計画に基づく移動パターンとを近づける支援を行う場合には、車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して運転支援の介入度合いを算出しなければならず、制御が複雑になるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して制御の複雑さを回避しながら、走行計画に近づけるようにドライバに対する運転支援を行うことができる運転支援制御装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る運転支援制御装置は、自車両が走行路を走行する際の走行条件を取得する走行条件取得手段と、走行条件に基づいて、自車両の目標加速度パターンを含む走行計画を生成する走行計画生成手段と、自車両を運転するドライバが要求する自車両の加速度である要求加速度を検出する要求加速度検出手段と、目標加速度パターンと要求加速度に基づいて、車両の加速度の介入制御を行う介入制御手段と、を備え、介入制御手段は、介入度の異なる複数の介入制御モードを備えることを特徴とする。

本発明に係る運転支援制御装置においては、走行計画と要求加速度に基づいて、車両の加速度の介入制御を行う介入制御手段を備えており、介入制御手段は、介入度の異なる複数の介入制御モードを備えている。このように、複数の介入モードを備えることにより、車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して制御の複雑さを回避しながら、走行計画に近づけるようにドライバに対する運転支援を行うことができる。

ここで、ドライバによる走行予定経路に関する目標情報が設定される目標設定手段と、目標情報に基づいて走行予定経路を算出する走行予定経路算出手段と、をさらに備え、走行計画生成手段は、走行予定経路および走行条件に基づいて、自車両の走行計画を生成する態様とすることができる。

このように、走行計画として目標情報を設定するとともに、目標情報に基づいて走行予定経路を算出することにより、走行計画を容易かつ確実に生成することができる。

また、自車両が安定して走行可能な安定限界速度と、目標加速度パターンに基づく目標速度パターンとを求め、安定限界速度と目標速度パターンに基づく速度との偏差を算出し、算出した偏差に応じて介入モードを設定する態様とすることができる。

このように、介入制御を行うにあたり、安定限界速度と目標速度パターンに基づく速度との偏差を用いることにより、介入制御モードを決定する際の判断を容易にすることができる。

さらに、上記課題を解決した本発明に係る運転支援制御装置は、自車両が走行路を走行する際の走行条件を取得する走行条件取得手段と、走行条件に基づいて、自車両の目標速度パターンを含む走行計画を生成する走行計画生成手段と、自車両を運転するドライバが要求する自車両の加速度である要求加速度を検出する要求加速度検出手段と、要求加速度に基づいて、自車両の要求速度を算出する要求速度算出手段と、目標速度パターンと要求速度に基づいて、車両の加速度の介入制御を行う介入制御手段と、を備え、介入制御手段は、介入度の異なる複数の介入制御モードを備えることを特徴とする。

本発明に係る運転支援制御装置においては、走行計画に自車両の目標加速度を含んでおり、ドライバが要求する要求加速度と目標加速度との偏差に基づいて介入制御モードを決定している。このため、ドライバの加速意思を反映させながら、車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して制御の複雑さを回避しながら、走行計画に近づけるようにドライバに対する運転支援を行うことができる。

本発明に係る運転支援制御装置によれば、車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して制御の複雑さを回避しながら、走行計画に近づけるようにドライバに対する運転支援を行うことができる。

本発明の実施形態に係る運転支援制御装置のブロック構成図である。 運転支援制御装置における処理手順を示すフローチャートである。 加速度指令値を設定する際の処理の手順を示すフローチャートである。 協調モードの遷移状態のイメージを示すイメージ図である。 安定限界速度および目標速度の経時変化を示すグラフである。 弁別閾の設定の手順を示すフローチャートである。 嵩上げジャーク設定を行う手順を示すフローチャートである。 （ａ）は、加速度指令値の算出手順を示すフローチャートである。 本実施形態に係る運転支援制御装置による制御を行った場合の自車両の調停加速度の経時変化の一例を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明の実施形態に係る運転支援制御装置のブロック構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る運転支援制御装置１は、ＥＣＵ[Electronic ControlUnit]１０を備えている。ＥＣＵ１０には、ナビゲーションシステム２、車速センサ３、アクセルペダルセンサ４、およびブレーキペダルセンサ５が接続されている。さらに、ＥＣＵ１０には、スロットルアクチュエータ６、ブレーキアクチュエータ７、および自動変速機８が接続されている。

ナビゲーションシステム２は、自車両の現在位置の検出および目的地までの経路案内などを行うシステムである。特に、ナビゲーションシステム２では、地図データベースから現在走行中の道路を読み出し、その道路の道路形状等の道路情報をナビ信号としてＥＣＵ１０に送信する。ここでの道路形状には、道路の形状（上り坂や下り坂、カーブＲなど）が含まれる。

また、ナビゲーションシステム２では、自車両の目的地を設定することが可能とされているとともに、目的地を設定した際には、目的地に到着するまでの走行予定経路を算出する。ナビゲーションシステム２は、目的地が設定された場合に、その目的地および目的地までの走行予定経路をナビ信号に付加してＥＣＵ１０に送信する。

車速センサ３は、車両の４輪にそれぞれ設けられた車輪速センサを備えている。車輪速センサは、車輪の回転速度（車輪の回転に応じたパルス数）を検出するセンサである。車速センサでは、所定時間毎の車輪の回転パルス数を検出し、その検出した車輪回転パルス数を車輪速信号としてＥＣＵ１０に送信する。ＥＣＵ１０では、各車輪の回転速度から車輪速をそれぞれ演算し、各輪の車輪速から車体速（車速）を演算する。

アクセルペダルセンサ４は、たとえばアクセルペダルに設けられており、ドライバにより踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセルペダルセンサ４が検出する踏み込み量としては、たとえばアクセルペダルストロークや踏力を検出する。アクセルペダルセンサ４は、検出したアクセルペダルの踏み込み量をアクセルペダル信号としてＥＣＵ１０に送信する。

ブレーキペダルセンサ５は、たとえばブレーキペダルに設けられており、ドライバにより踏み込まれたブレーキペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキペダルセンサ５が検出する踏み込み量としては、たとえばブレーキペダルストロークや踏力を検出する。ブレーキペダルセンサ５は、検出したブレーキペダルの踏み込み量をブレーキペダル信号としてＥＣＵ１０に送信する。

スロットルアクチュエータ６は、駆動源の１つであるエンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータである。スロットルアクチュエータ６では、ＥＣＵ１０からのエンジン制御信号を受信すると、エンジン制御信号に応じて作動し、スロットルバルブの開度を調整する。

ブレーキアクチュエータ７は、各車輪のホイールシリンダのブレーキ油圧を調整するアクチュエータである。ブレーキアクチュエータ７では、ＥＣＵ１０からのブレーキ制御信号を受信すると、ブレーキ制御信号に応じて作動し、ホイールシリンダのブレーキ油圧を調整する。

自動変速機８は、ギアの変速比を自動的に変更する装置である。自動変速機８は、ＥＣＵ１０に接続されており、ＥＣＵ１０からの変速機信号を受信すると、変速機振動に応じて作動し、ギアの変速比を調整する。

また、ＥＣＵ１０は、目的地設定部１１、走行予定経路算出部１２、走行経路情報取得部１３、走行計画算出部１４、速度変化算出部１５、要求加速度取得部１６、および加速度指令値設定部１７を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random AccessMemory]などからなり、運転支援制御装置１を統括制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、一定時間毎に、ナビゲーションシステム２および各センサ３〜５からの各信号を受信する。

目的地設定部１１は、ナビゲーションシステム２から送信されるナビ信号に付加された目的地を参照し、自車両が走行する際の目的地を設定する。目的地設定部１１は、設定した目的地に関する目的地情報を走行予定経路算出部１２に出力する。

走行予定経路算出部１２は、ナビゲーションシステム２から送信されるナビ信号に基づく道路情報と、目的地設定部１１から出力される目的地情報に基づいて、自車両の走行予定経路を算出する。走行予定経路算出部１２は、算出した走行予定経路に基づく走行予定経路情報を走行経路情報取得部１３および走行計画算出部１４に出力する。また、走行予定経路算出部１２では、ナビゲーションシステム２から送信されるナビ信号に走行予定経路が付加されている場合には、ナビ信号に付加された走行予定経路に基づいて自車両の走行予定経路を取得する。

走行経路情報取得部１３は、走行予定経路算出部１２から出力された走行予定経路情報に基づいて、自車両の走行予定経路を取得する。また、走行経路情報取得部１３は、ナビゲーションシステム２から送信されるナビ信号に基づいて、走行予定経路に属する道路の道路形状を取得する。

走行経路情報取得部１３は、取得した道路形状に基づいて、自車両が走行予定経路を走行した際に、自車両が安定して走行することができる最速の限界値である安定限界速度の経時変化を走行経路情報として算出する。走行経路情報取得部１３は、算出した走行経路情報を加速度指令値設定部１７に出力する。

走行計画算出部１４は、走行予定経路算出部１２から出力される走行予定経路情報に基づいて、自車両が走行予定経路を走行する際における目標加速度パターンである目標加速度の経時変化を走行計画として算出する。走行計画算出部１４は、算出した走行計画に基づく走行計画情報を加速度指令値設定部１７に出力する。

速度変化算出部１５は、車速センサ３から送信される車速情報に基づいて、自車両の車速の経時変化である車速変化を算出する。速度変化算出部１５は、算出した車速変化に関する車速変化情報を加速度指令値設定部１７に出力する。

要求加速度取得部１６は、アクセルペダルセンサ４から送信されるアクセルペダル信号およびブレーキペダルセンサ５から送信されるブレーキペダル信号に基づいて、ドライバの自車両に対する要求加速度を取得する。要求加速度取得部１６は、取得した要求加速度に基づいて要求加速度の経時変化を求め、要求加速度情報として加速度指令値設定部１７に出力する。

加速度指令値設定部１７は、走行経路情報取得部１３から出力された走行経路情報、走行計画算出部１４から出力された走行計画情報、および要求加速度取得部１６から出力された要求加速度情報に基づいて、加速度指令値を算出して設定する。加速度指令値の算出手順については、後にさらに説明する。加速度指令値設定部１７は、設定した加速度指令値に基づいてエンジン制御信号を生成し、スロットルアクチュエータ６に送信する。また、設定した加速度指令値に基づいてブレーキ制御信号を生成し、ブレーキアクチュエータ７に送信する。さらに、設定した加速度指令値に基づいて変速機信号を生成し、自動変速機８に送信する。

次に、本実施形態に係る運転支援制御装置１における処理手順について説明する。図２は、本実施形態に係る運転支援制御装置における処理手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る運転支援制御装置１においては、加速度指令値設定部１７における加速度指令値設定処理（Ｓ９）に至るが特徴的であるが、まず、加速度指令値設定処理（Ｓ９）に至るまでの処理について簡単に説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る運転支援制御装置１においては、最初にナビゲーションシステム２、車速センサ３、アクセルペダルセンサ４、およびブレーキペダルセンサ５から送信される各種信号を受信する（Ｓ１）。次に、目的地設定部１１において、ナビゲーションシステム２から送信されたナビ信号に基づいて、目的地設定を行い（Ｓ２）、走行予定経路算出部１２において走行予定経路を算出する（Ｓ３）。

続いて、走行経路情報取得部１３において、安定限界速度の経時変化である安定走行速度変化を算出する（Ｓ４）。それから、走行計画算出部１４において、走行計画として、自車両が走行予定経路を走行する際における加速度の経時変化である目標加速度変化を算出する（Ｓ５）。

その後、速度変化算出部１５において、車速センサ３から送信される車速信号に基づいて車速変化を算出する（Ｓ６）。さらに、要求加速度取得部１６において、アクセルペダル信号およびブレーキペダル信号に基づいて要求加速度を取得し（Ｓ７）、これらの信号に基づいて要求加速度の経時変化である要求加速度変化を求める（Ｓ８）。

その後、加速度指令値設定部１７において加速度指令値を算出して設定する（Ｓ９）。こうして、運転支援制御装置１による処理を終了する。続いて、加速度指令値の設定手順について説明する。図３は、加速度指令値を設定する際の処理の手順を示すフローチャートである。

図３に示すように、加速度指令値を設定する際には、まず、本発明の介入制御モードである協調モードの設定を行う（Ｓ１１）。本実施形態に係る運転支援制御装置１では、加速度指令値設定部１７において加速度指令値を設定するに協調モードを参照する。この協調モードには、図４に示す「通常モード」「強介入モード」「システム主権モード」「復帰モード」の介入度の異なる４つのモードがある。

加速指令値を設定する際には、車両の加速度をステップＳ５において走行計画として算出された目標加速度変化に近づける加速指令値を算出する。このとき、目標加速度変化と、ステップＳ８で算出するドライバが要求する要求加速度変化の乖離が大きい場合、目標加速度変化に近づける加速指令値を算出すると、ドライバに与える違和感が大きくなってしまう。この違和感の軽減を図る一方で、目標加速度変化に近づける加速指令値を算出する。このとき、協調モードを用いる。

「通常モード」は、ドライバの加速意思を反映させながら、ドライバが気付かない範囲で自車両の加速度（以下「出力加速度」という）を目標加速度に近づけるモードである。なお、この加速度指令値に基づく加速度が、出力加速度となる。また、「強介入モード」は、「通常モード」よりも介入度の高い制御を行うモードであり、ドライバの加速意思は反映させるものの、ドライバが気付いたとしても出力加速度を目標加速度にまで大きく近づけるモードである。「強介入モード」では、ドライバが強い加速意思を持って操作を行っている場合には、出力加速度が目標加速度から遠ざかるようにすることもできるようになっている。

さらに、「システム主権モード」は、「強介入モード」よりもさらに介入度の高い制御を行うモードであり、ドライバの加速意思を反映させることなく、出力加速度を強制的に目標加速度にするモードである。ここで、「通常モード」と「システム主権モード」との間に「強介入モード」が設定されていることにより、「通常モード」から急に「システム主権モード」に遷移しないようになっている。このため、ドライバに明らかな介入感を与えることなく、出力加速度を目標加速度に近づけるように調停を行う介入制御を行うことができる。ここで、介入制御によって調停された出力加速度を調停加速度という。

そして、「復帰モード」は、「強介入モード」または「システム主権モード」から「通常モード」に遷移する際に経由するモードである。「強介入モード」または「システム主権モード」から「通常モード」に遷移する際に「復帰モード」を経由することにより、システムの介入量が突然小さくなり、出力加速度が急に要求加速度に近づくことによってドライバに与える違和感を軽減することができる。

「通常モード」における制御では、要求加速度に対して弁別閾として下限閾値と上限閾値とを設定し、これらの下限閾値および上限閾値を超えない範囲で、出力加速度を目標加速度に徐々に近づける制御を行う。また「強介入モード」では、下限閾値と上限閾値のうち、目標加速度側の閾値を目標加速度側に拡張する。さらには、出力加速度を閾値に近づける際に、出力加速度を目標加速度に近づける割合を「通常モード」よりも嵩上げして、出力加速度を目標加速度に近づける制御を行う。

さらに、「システム主権モード」では、下限閾値および上限閾値を目標加速度と一致させる。このため、要求加速度によらず、出力加速度が目標加速度となる制御を行う。「復帰モード」では、下限閾値および上限閾値のうち、要求加速度側の閾値を目標加速度から離れる側に拡張し、出力加速度を拡張された閾値側に近づける。このとき、「強介入モード」同様、出力加速度を目標加速度に近づける割合を「通常モード」よりも嵩上げして、出力加速度を目標加速度に近づける制御を行う。

ここで、図４に示すように、各モード間での遷移は「通常モード」から「強介入モード」、「強介入モード」から「システム主権モード」、「システム主権モード」から「復帰モード」、「復帰モード」から「通常モード」、「強介入モード」から「復帰モード」、「復帰モード」から「強介入モード」の６通りがある。

各モード間の遷移条件は、走行経路情報取得部１３から出力される走行経路情報に基づく安定限界速度と、走行計画算出部１４から出力される走行計画情報に基づいて設定される目標加速度から算出される目標車速との偏差に基づいて定められる。具体的に、目標速度が安定限界速度より小さく、安定限界速度と目標車速の差（安定限界速度−目標車速）が所定の安定速度閾値以上である場合には、第１要求条件が成立する。また、安定限界速度と目標車速の差が安定速度閾値未満０以上である場合には、第２要求条件が成立する。さらに、安定限界速度と目標車速の差が０未満（目標速度＞安定限界速度）である場合には、第３要求条件が成立すると判断する。

たとえば、図５に示すように、安定限界速度ＶＳと目標速度ＶＭとが経時変化する場合、領域α１〜α４の近傍で目標速度が安定限界速度に近づき第２要求条件が成立すると判定される。また、時刻βでは、目標速度が安定限界速度より大きくなる。この場合に、第３要求条件が成立することとなる。ここでの安定速度閾値は、目標車速が安定限界速度に近づいたと判断できる値であり、たとえば５〜１０ｋｍ／ｈの間の速度で適宜設定することができる。

そして、各モード間の遷移条件は次のとおりである。「通常モード」から「強介入モード」にモード遷移する際の遷移条件は、上記第２要求条件または第３要求条件の成立である（以下、「第１モード遷移条件」という）。「復帰モード」から「強介入モード」に遷移する際の遷移条件もこの第１モード遷移条件となる。また、「強介入モード」から「システム主権モード」にモード遷移する際の遷移条件は、上記第３要求条件が成立し、出力加速度が目標加速度となったことである（以下、「第２モード遷移条件」という）。

さらに、「システム主権モード」から「復帰モード」にモード遷移する際の遷移条件は、第１要求条件または第２要求条件の成立である（以下、「第３モード遷移条件」という）。また、「復帰モード」から「通常モード」にモード遷移する際の遷移条件は、第１要求条件が成立し、かつ出力加速度が上限閾値と下限閾値との間の値となったことである（以下、「第４モード遷移条件」という）。そして、「強介入モード」から「復帰モード」にモード遷移する際の遷移条件は、第１要求条件の成立である（以下、「第５モード遷移条件」という）。

協調モードの設定は、現在の遷移モードと、上記のモード遷移条件の成否に基づいて行われる。協調モードの設定が済んだら、弁別閾の設定を行う（Ｓ１２）。弁別閾の設定は、図６に示すフローに沿って行われる。図６は、弁別閾の設定の手順を示すフローチャートである。

図６に示すように、弁別閾の設定を行う際には、最初に、要求加速度に対して、弁別閾の上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢをデフォルト値として設定する（Ｓ２１）。弁別閾は、介入制御を行った際に、ドライバが、自身の操作に基づく加速度である要求加速度に対応する感覚量と、介入制御によって制御される出力加速度に対応する感覚量との違いをドライバが気付くか気付かないかの境目となる値とされる。

たとえば、ウェーバーヒフナーの法則によれば、感覚量の定義として、感覚量Ｅ［ｄＢ」は刺激Ｒの対数に比例する。ここで、刺激Ｒとなる要求加速度Ｒに対して感覚量Ｘとすると、下記（１）式に示すように、感覚量Ｘは、要求加速度Ｒの対数で現される。また、下記（１）式から下記（２）式が導き出される。

Ｘ＝２０・ｌｏｇ_１０（Ｒ） ・・・（１）
１０^Ｘ／２０＝Ｒ ・・・（２）

感覚量Ｘには、プラス側（上側）およびマイナス側（下側）のそれぞれにドライバがその感覚量Ｘの違いを認識（知覚）できない範囲（以下「知覚不能範囲」という）が存在する。知覚不能範囲は、たとえば実験による適合結果に基づいて定められる。たとえば、知覚不能範囲の最大値が＋３．５ｄＢであるとすると、上限閾値ｐ＿ｄＢは、要求加速度の約１．４９倍となる。このように、上限閾値ｐ＿ｄＢは知覚不能範囲の最大値に基づいて定めることができる。同様に、下限閾値ｍ＿ｄＢは知覚不能範囲の最大値に基づいて定めることができる。

こうして、上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢのデフォルト値を設定したら、ステップＳ１１で設定した協調モードを確認し、協調モードが「通常モード（協調モード＝１）」となっているか否かを判断する（Ｓ２２）。その結果、協調モードが「通常モード（協調モード＝１）」となっていると判断した場合には、上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢをいずれもデフォルト値とし（Ｓ２３）、弁別閾の設定を終了する。

また、協調モードが「通常モード（協調モード＝１）」となっていないと判断した場合には、協調モードが「強介入モード（協調モード＝２）」となっているか否かを判断する（Ｓ２４）。その結果、協調モードが「強介入モード（協調モード＝２）」となっていると判断した場合には、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃよりも大きいか否かを判断する（Ｓ２５）。

その結果、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃよりも大きいと判断した場合には、上限閾値ｐ＿ｄＢを維持するとともに下限閾値ｍ＿ｄＢを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定し（Ｓ２６）、弁別閾の設定を終了する。また、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃよりも大きくないと判断した場合には、上限閾値ｐ＿ｄＢを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定するとともに下限閾値ｍ＿ｄＢを維持する（Ｓ２７）。こうして、弁別閾の設定を終了する。

また、ステップＳ２４で協調モードが「強介入モード（協調モード＝２）」となっていないと判断した場合には、協調モードが「システム主権モード（協調モード＝３）」となっているか否かを判断する（Ｓ２８）。その結果、協調モードが「システム主権モード（協調モード＝３）」となっていると判断した場合には、上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢをいずれも目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定し（Ｓ２９）、弁別閾の設定を終了する。

一方、協調モードが「システム主権モード（協調モード＝３）」となっていないと判断した場合には、協調モードは「復帰モード（協調モード＝４）」となっている。この場合には、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃより大きくなっているか否かを判断する（Ｓ３０）。

ここで、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃより大きくなっていると判断した場合には、上限閾値ｐ＿ｄＢを維持するとともに下限閾値ｍ＿ｄＢをデフォルト値に設定する（Ｓ３１）。その後、弁別閾の設定を終了する。一方、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃより大きくなっていないと判断した場合には、上限閾値ｐ＿ｄＢをデフォルト値に設定するとともに下限閾値ｍ＿ｄＢを維持する（Ｓ３２）。その後、弁別閾の設定を終了する。

こうして弁別閾の設定が終了したら、嵩上げジャークの設定を行う（Ｓ１３）。嵩上げジャークの設定は、図７に示すフローに沿って行われる。嵩上げジャークとは、加速度の時間変化（ジャーク）を嵩上げすることを意味する。車両運動においては、ドライバはジャークを感じると考えられる。このため、ドライバの感覚量を考えるためには、弁別閾の時間的微分項を考慮することが望まれる。なお、嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊの単位はｍ／ｓ^３である。また、ここでの嵩上げジャークは、ドライバ介入によるものである。図７は、嵩上げジャーク設定を行う手順を示すフローチャートである。

図７に示すように、嵩上げジャークの設定を行う際には、ステップＳ１１で設定した協調モードが「通常モード（協調モード＝１）」となっているか否かを判断する（Ｓ４１）。その結果、協調モードが「通常モード（協調モード＝１）」となっている場合には、強制嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊ＝０とし、強制嵩上げを行うことなく（Ｓ４２）、嵩上げジャーク設定を終了する。

また、協調モードが「通常モード（協調モード＝１）」となっていない場合には、協調モードが「強介入モード（協調モード＝２）」となっているか否かを判断する（Ｓ４３）。その結果、協調モードが「強介入モード（協調モード＝２）」となっている場合には、嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊ＝Ｘとして強制嵩上げを行い（Ｓ４４）、嵩上げジャーク設定を終了する。ここでの嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊの嵩上げ量Ｘは、適宜の正数とすることができる。

一方、協調モードが「強介入モード（協調モード＝２）」となっていない場合には、協調モードが「システム主権モード（協調モード＝３）」となっているか否かを判断する（Ｓ４５）。その結果、協調モードが「システム主権モード（協調モード＝３）」となっている場合には、嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊ＝Ｙとして強制嵩上げを行い（Ｓ４６）、嵩上げジャーク設定を終了する。ここでの嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊの嵩上げ量Ｙは、強制介入の趣旨から大きな正数とすることが好適であり、少なくとも嵩上げ量Ｙ＞嵩上げ量Ｘとされる。

さらに、協調モードが「システム主権モード（協調モード＝３）」となっていないと判断した場合には、協調モードは「復帰モード（協調モード＝４）」となっている。この場合には、嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊ＝Ｘとして強制嵩上げを行う（Ｓ４４）。こうして、嵩上げジャーク設定を終了する。

嵩上げジャーク設定が済んだら、加速度指令値の算出を行う（Ｓ１４）。加速度指令値の算出は、図８に示すフローに沿って行われる。図８は、加速度指令値の算出手順を示すフローチャートである。図８に示すように、加速度指令値を算出する際には、調停加速度前回値ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃより小さいか否かを判断する（Ｓ５１）。

その結果、調停加速度前回値ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃより小さいと判断した場合には、下記（３）式を満たすか否かを判断する（Ｓ５２）。なお、ドライバ要求ジャークｄｒｉｖｅｒＲｅｑ＿Ｊは、要求加速度に基づいて算出される。また、上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢは、図７に示すフローに沿って求められた値であり、嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊは、図８に示すフローに沿って求められた値である。

{ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔ＋（ｄｒｉｖｅｒＲｅｑ＿Ｊ＋ｐ＿ｄＢ／ｓ）・ｔｉｍｅ}
＞ｔａｒｇｅｔＡｃｃ・・・（３）
ここで、ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔ：調停加速度前回値（ｍ／ｓ^２）
ｄｒｉｖｅｒＲｅｑ＿Ｊ：ドライバ要求ジャーク（ｍ／ｓ^３）
ｐ＿ｄＢ／ｓ：上限閾値のジャーク換算値（ｍ／ｓ^３）
ｔｉｍｅ：制御周期（ｓ）
ｔａｒｇｅｔＡｃｃ：目標加速度（ｍ／ｓ^２）

その結果、上記（３）式を満たすと判断した場合には、調停加速度ｏｕｔＡｃｃを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定し（Ｓ５３）、目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定した調停加速度ｏｕｔＡｃｃを加速度指令値とする。その後、調停加速度ｏｕｔＡｃｃ、上限閾値ｐ＿ｄＢ、および下限閾値ｍ＿ｄＢによって加速度指令値を算出する（Ｓ５４）。具体的に、調停加速度が、上限閾値ｐ＿ｄＢ下限閾値ｍ＿ｄＢとの間の値である場合には、調停加速度に基づいて加速度指令値を算出する。また、調停加速度が上限閾値を超える場合には上限閾値に基づいて加速度指令値を算出し、調停加速度が下限閾値を下回る場合には下限閾値に基づいて加速度指令値を算出する。こうして、加速度指令値の算出を終了する。

また、上記（３）式を満たさないと判断した場合には、下記（４）式に基づいて調停加速度ｏｕｔＡｃｃを算出する（Ｓ５５）。

ｏｕｔＡｃｃ＝{ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔ＋
（ｄｒｉｖｅｒＲｅｑ＿Ｊ＋ｐ＿ｄＢ／ｓ＋ａｄｄ＿Ｊ）・ｔｉｍｅ} ・・・（４）
ここで、ａｄｄ＿Ｊ：嵩上げジャーク（ｍ／ｓ^３）

その後、調停加速度ｏｕｔＡｃｃ、上限閾値ｐ＿ｄＢ、および下限閾値ｍ＿ｄＢによって加速度指令値を算出し（Ｓ５４）、加速度指令値の算出を終了する。

また、ステップＳ５１において、調停加速度前回値ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃより小さくないと判断した場合には、下記（５）式を満たすか否かを判断する（Ｓ５６）。

{ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔ＋（ｄｒｉｖｅｒＲｅｑ＿Ｊ＋ｐ＿ｄＢ／ｓ）・ｔｉｍｅ}
＜ｔａｒｇｅｔＡｃｃ・・・（５）

その結果、上記（５）式を満たすと判断した場合には、調停加速度ｏｕｔＡｃｃを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定し（Ｓ５７）、目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定した調停加速度ｏｕｔＡｃｃを加速度指令値とする。その後、調停加速度ｏｕｔＡｃｃ、上限閾値ｐ＿ｄＢ、および下限閾値ｍ＿ｄＢによって加速度指令値を算出する（Ｓ５４）。こうして、加速度指令値の算出を終了する。

一方、上記（５）式を満たさないと判断した場合には、下記（６）式に基づいて調停加速度ｏｕｔＡｃｃを算出する（Ｓ５８）。

ｏｕｔＡｃｃ＝{ｏｕｔＡｃｃ＿ｌａｓｔ＋
（ｄｒｉｖｅｒＲｅｑ＿Ｊ＋ｍ＿ｄＢ／ｓ−ａｄｄ＿Ｊ）・ｔｉｍｅ} ・・・（６）

その後、調停加速度ｏｕｔＡｃｃ、上限閾値ｐ＿ｄＢ、および下限閾値ｍ＿ｄＢによって加速度指令値を算出し（Ｓ５４）、加速度指令値の算出を終了する。

このように、本実施形態に係る運転支援制御装置１においては、加減速度指令値を算出するにあたり、協調モードを設定し、設定した協調モードを利用している。このため、車両の走行状況やドライバの操作状況を常に監視して制御の複雑さを回避しながら、走行計画に近づけるようにドライバに対する運転支援を行うことができる。

次に、本実施形態に係る運転支援制御装置１による制御を行った場合の自車両の加速度の経時変化について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る運転支援制御装置１による制御を行った場合の自車両の調停加速度ｏｕｔＡｃｃの経時変化の一例を示すグラフである。ここでは、目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃ、要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃ、上限閾値ｐ＿ｄＢ、下限閾値ｍ＿ｄＢの経時変化も合わせて示す。

図９に示すように、時刻ｔ０では、強調モードが「通常モード」のときに目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃが設定されたとする。また、上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢは、いずれもデフォルト値に設定されている。このときの要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃは、目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃよりも大きくなっている。このため、調停加速度ｏｕｔＡｃｃは、要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃから目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに近づく方向に徐々に下降していく。また、このときの嵩上げジャークは０となっている。したがって、ドライバに対して、加速度の変化を気づかせないようにすることができる。

次に、時刻ｔ１において要求条件として第２要求条件が成立したとする。このとき、「通常モード」で第２要求条件が成立したことから、第１モード遷移条件が成立し、協調モードは、「通常モード」から「強介入モード」に遷移する。協調モードが「強介入モード」に遷移することにより、目標加速度に近い側の閾値である下限閾値ｍ＿ｄＢを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定する。また、嵩上げジャークａｄｄ＿Ｊ＝Ｘとして調停加速度ｏｕｔＡｃｃの強制嵩上げを行う。このため、調停加速度ｏｕｔＡｃｃは、通常モードよりも大きく目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに向かって変位する。よって、ドライバに違和感を与える場合があるとしても、早急に調停加速度ｏｕｔＡｃｃを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに近づけることができる。

その後、時刻ｔ２において要求条件として第３要求条件が成立し、調停加速度ｏｕｔＡｃｃが目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃとなったとする。このとき、第２モード遷移条件が成立し、協調モードは「強介入モード」から「システム主権モード」に遷移する。協調モードが「システム主権モード」に遷移することにより、上限閾値ｐ＿ｄＢを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃに設定する。このため、上限閾値ｐ＿ｄＢおよび下限閾値ｍ＿ｄＢがいずれも目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃとなることから、調停加速度ｏｕｔＡｃｃは目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃと一致した状態となる。このため、ドライバに違和感を与える可能性は否めないものの、調停加速度ｏｕｔＡｃｃを目標加速度ｔａｒｇｅｔＡｃｃにすることができるので、自車両の安定した走行を確保することができる。

その後、時刻ｔ３において要求条件として第１要求条件が成立したとする。このとき、「システム主権モード」で第１要求条件が成立したことから、第３モード遷移条件が成立し、協調モードは「システム主権モード」から「復帰モード」に遷移する。協調モードが「復帰モード」に遷移することにより、要求加速度ｄｒｉｖｅｒＲｅｑＡｃｃに近い側の閾値である下限閾値ｍ＿ｄＢをデフォルト値（default)に設定する。

さらに、時刻ｔ４において要求条件として第１要求条件が成立し、かつ調停加速度ｏｕｔＡｃｃが上限閾値ｐ＿ｄＢと下限閾値ｍ＿ｄＢとの間の値となったとする。このとき、第４モード遷移条件が成立し、協調モードが「復帰モード」から「通常モード」に遷移する。協調モードが「通常モード」に遷移することにより、上限閾値ｐ＿ｄＢをデフォルト値に設定する。こうして、復帰モードを経て通常モードに遷移することにより、モード変化に基づく介入制御の変化による違和感をドライバに与えないようにすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、目的地を設定して走行予定経路を算出してから走行計画として目標加速度を生成しているが走行予定経路を算出することなく目標加速度を生成する態様とすることもできる。さらに、走行計画を行う際に目標加速度を求めているが、目標加速度に合わせて自車両の目標走行軌跡を求める態様とすることもできる。

また、上記実施形態では、協調モードの遷移させる際の要求条件として安定限界速度の目標速度の差を用いているが、その他の要件条件で協調モードを遷移条件とすることもできる。その他の要求条件としては、たとえば高燃費で走行するための速度と目標速度との差や排気ガスの排出量を少なくして走行するための速度と目標速度の差などとすることもできる。さらには、これらの速度差でなく、加速度の差や速度変化自体などに基づく態様とすることもできる。

さらに、上記実施形態では、目標加速度と要求加速度とに基づいて車両の調停加速度を求める介入制御を行っているが、目標速度と要求速度とに基づいて車両の調停加速度を求める介入制御を行う態様とすることもできる。

１…運転支援制御装置、２…ナビゲーションシステム、３…車速センサ、４…アクセルペダルセンサ、５…ブレーキペダルセンサ、６…スロットルアクチュエータ、７…ブレーキアクチュエータ、８…自動変速機、１０…ＥＣＵ、１１…目的地設定部、１２…走行予定経路算出部、１３…走行経路情報取得部、１４…走行計画算出部、１５…速度変化算出部、１６…要求加速度取得部、１７…加速度指令値設定部。

Claims (4)

1. 自車両が走行路を走行する際の走行条件を取得する走行条件取得手段と、
   前記走行条件に基づいて、前記自車両の目標加速度パターンを含む走行計画を生成する走行計画生成手段と、
   前記自車両を運転するドライバが要求する前記自車両の加速度である要求加速度を検出する要求加速度検出手段と、
   前記目標加速度パターンと前記要求加速度に基づいて、前記車両の加速度の介入制御を行う介入制御手段と、を備え、
   前記介入制御手段は、介入度の異なる複数の介入制御モードを備えることを特徴とする運転支援制御装置。
2. 前記ドライバによる走行予定経路に関する目標情報が設定される目標設定手段と、
   前記目標情報に基づいて走行予定経路を算出する走行予定経路算出手段と、をさらに備え、
   前記走行計画生成手段は、前記走行予定経路および前記走行条件に基づいて、自車両の走行計画を生成する請求項１に記載の運転支援制御装置。
3. 自車両が安定して走行可能な安定限界速度と、前記目標加速度パターンに基づく目標速度パターンとを求め、前記安定限界速度と前記目標速度パターンに基づく速度との偏差を算出し、算出した前記偏差に応じて前記介入モードを設定する請求項１または請求項２に記載の運転支援制御装置。
4. 自車両が走行路を走行する際の走行条件を取得する走行条件取得手段と、
   前記走行条件に基づいて、前記自車両の目標速度パターンを含む走行計画を生成する走行計画生成手段と、
   前記自車両を運転するドライバが要求する前記自車両の加速度である要求加速度を検出する要求加速度検出手段と、
   前記要求加速度に基づいて、前記自車両の要求速度を算出する要求速度算出手段と、
   前記目標速度パターンと前記要求速度に基づいて、前記車両の加
   速度の介入制御を行う介入制御手段と、を備え、
   前記介入制御手段は、介入度の異なる複数の介入制御モードを備えることを特徴とする運転支援制御装置。

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