JP2014194182A - 走行制御装置及び走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】
インフラに関わらず、エンジン自動停止要否判定の可能な燃費が向上する走行制御装置を提供する。
【解決手段】
撮像装置から取得した取得画像に基づいて、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知する移動物体検知部と、移動物体の加速度を算出する加速度算出部と、移動物体の加速度に基づいて、移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する移動物体横断意志判断部と、移動物体横断意志判断部の判断結果に基づいて、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判定するエンジン自動停止判定部と、を有する。
【選択図】 図３

Description

自車のエンジンを自動で停止させる制御を行う走行制御装置及び走行制御システムに関する。

近年、車両が停止、または停止直前となったときに燃費向上のためにエンジンを自動停止させるシステムが提案されている。

また、エンジンを自動で停止させる制御において、交差車両や歩行者の位置と速度により通過時間を算出し、自車の一時停止後待機時間を算出することで、エンジンを自動停止させる装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−２１６４２１号公報

カメラやレーダを用いた外界認識装置を用いてエンジン自動停止制御を行う場合、自車前方の視界がトラック等車高の高い先行車でふさがれ信号機の色を判断できない場合や、信号機が故障中、悪天候により信号機点灯色の識別が困難といった状況の場合には、点灯信号変化のタイミングを認識できない。それにより自車の停止要否が判断できないため、エンジン自動停止要否の最適制御を行うことができない。

本発明の目的は、インフラに関わらず、エンジン自動停止要否判定の可能な燃費が向上することである。

課題を解決するために本発明の走行制御装置は、撮像装置から取得した取得画像に基づいて、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知する移動物体検知部と、移動物体の加速度を算出する加速度算出部と、移動物体の加速度に基づいて、移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する移動物体横断意志判断部と、移動物体横断意志判断部の判断結果に基づいて、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判定するエンジン自動停止判定部と、を有する構成とする。

また、本発明の走行制御システムは、２つの取得画像に基づいて距離画像を生成するステレオカメラと、距離画像から自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知し、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判断するエンジン自動停止判断部と、エンジン自動停止判断部の判断結果に基づいて、トルク指令値と液圧指令値を生成するコントロールマネージャと、を有する走行制御システムであって、エンジン自動停止判断部は、取得画像に基づいて、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知する移動物体検知部と、移動物体の加速度を算出する加速度算出部と、移動物体の加速度及び移動物体と交差路間の距離に基づいて、移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する移動物体横断意志判断部と、移動物体横断意志判断部の判断結果に基づいて、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判定するエンジン自動停止判定部と、を有する構成とする。

本発明によれば、信号機点灯色などのインフラに関わらず、エンジン自動停止判定が可能な燃費が向上することができる。

本発明に係る走行制御装置を含むシステム構成の一例を示した図である。 本発明の走行制御装置のエンジン自動停止判断部のフローを示す図である。 本発明の走行制御装置の移動物体横断意思判断部のフローを示す図である。 本発明の走行制御装置のエンジン自動停止判定部のフローを示す図である。 本発明の走行制御装置が適用される交差路の一例を示す図である。 本発明の走行制御装置が適用される交差路の他の例を示す図である。 本発明の走行制御装置が適用される交差路の他の例を示す図である。 本発明のエンジン自動停止から再始動までの制御フローを示す図である。 本発明に係る走行制御装置を含むシステム構成の他の例を示した図である。

図１は、本発明の走行制御装置構成の一実施例である。

車両には、車両進行方向の外界を撮像するステレオカメラ１が搭載され、このステレオカメラ１の出力（取得画像）が走行制御装置１００に伝達される。走行制御装置１００は、エンジン自動停止判定部１０２とコントロールマネージャ１０３を搭載している。

エンジン自動停止判定部１０２は、ステレオカメラ１で取得された取得画像に基づいて、エンジン自動停止要否信号を生成する。

エンジン自動停止判定部１０２で生成されたエンジン自動停止要否信号は外部アクチュエータやエンジンなどを制御するための信号をまとめるコントロールマネージャ１０３を介してエンジン制御装置３へＣＡＮ通信により送信される。

エンジン自動停止判断部１０２は、図２に示すように、まず取得画像に基づいて、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を移動物体検知部７０１でオプティカルフローなどの手法により検知する。

次に加速度算出部７０２により自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体の加速度を算出する。

そして移動物体横断意思判断部７０３により、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体が自車前方の交差路を横断しようとしているのかを移動物体の加速度に基づいて判断し、最終的に自車両が停車しなければならないかを判断する。

エンジン自動停止判定部７０４にて、自車両停止要否に基づいて、エンジン自動停止要否信号を生成する。

なお、移動物体横断意思判断部７０３で判断される自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体が自車両より先に横断するか否かは、図３のステップ７３１によって加速度算出部７０２により算出された移動物体の加速度の正負に基づいて決定される。ステップ７３１によって、移動物体が加速中であると判断された場合（Yesの場合）は、ステップ７３３で、移動物体は交差点に進入する、つまり移動物体が横断すると判断される。ステップ７３１によって、移動物体が加速中ではないと判断された場合（Noの場合）は、ステップ７３２で、移動物体は交差点に進入しない、つまり移動物体が横断しないと判断される。

エンジン自動停止判定部７０４で判定される自車のエンジンを自動停止させることを許可するか不要とするかは、図４のステップ７４１によって移動物体横断意思判断部７０３で判断される自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体が自車両より先に交差路に進入してくるか否かに基づいて決定される。ステップ７４１で移動物体が交差路に進入すると判断された場合（Yesの場合）、ステップ７４３で自車のエンジン自動停止を許可する。ステップ７４１で移動物体が交差路に進入しないと判断された場合（Noの場合）、ステップ７４２で自車のエンジン自動停止は不要と判断される。

例えば、図５に示すように、自車両８０１は、交差点に向かって走行中で、交差車両８０３や歩行者８０４が移動していることがステレオカメラ１で確認できる場合があるとする。ここで、ステレオカメラ１は、２つのカメラ画像の視差による距離情報に加え、色相情報も得られるため、車両や自転車、歩行者等といった物体の種別が容易に行うことができる。

交差車両８０３や歩行者８０４は移動していることから取得画像から位置を検知でき、その位置の時系列を計算すると速度が算出できる。

交差車両８０３や歩行者８０４の各速度をステレオカメラ１の撮像タイミング周期で微分することで交差車両８０３や歩行者８０４の加速度を算出することができる。交差車両や歩行者の加速度が負値であることは、その物体が減速、正値であれば加速しているということが分かる。つまり、交差車両や歩行者が減速していることは交差点を横断する意思がなく、加速であることは交差点に進入する可能性があることを意味する。

仮に、交差車両８０３や歩行者８０４の加速度が正値である場合は交差車両８０３や歩行者８０４は交差路を横断すると分かり、自車両８０１の進行方向は赤信号か一旦停止などがあって自車両８０１は長時間（予め定めた時間であり、例えば、５秒程度）停車することが考えられるため、自車両８０１のエンジン自動停止を許可することができる。

一方、交差車両８０３や歩行者８０４の加速度が負値である場合には、交差車両８０３や歩行者８０４の進行方向は赤信号か一旦停止のため停止すると分かり、自車進行方向は青信号か優先道路などであると判断でき、自車両８０１は停車しないか停車してもすぐ発進する（例えば、５秒以内）と考えられるため、自車両８０１のエンジン自動停止を不要とすることができる。

上記は、交差車両の加速度のみに基づいてエンジン自動停止要否を行うことを論じてきたが、交差路から交差車両までの距離を考慮することでエンジン自動停止要否判定の精度を上げる。

図６に示すように、交差車両８０３が交差路に向かって走行している場合、自車８０１は搭載しているステレオカメラ１によって、交差車両８０３の加速度と交差車両８０３から交差路までの距離を検知することができる。

以下、表１は、交差車両８０３の加速度と交差車両８０３から交差路までの距離を条件にエンジン自動停止の要否を表す。

交差車両８０３が加速している場合は、交差車両８０３から交差路までの距離に関係なく自車は交差車両８０３の通過待ちを行うため、エンジン自動停止を許可する。

交差車両８０３が減速している場合、交差車両８０３から交差路までの距離が近い（交差車両は交差路に進入寸前）場合、つまり予め定めた値以下の場合は、交差車両８０３が、そのまま交差路に進入してくることが考えられるため、エンジン自動停止を許可する。

交差車両８０３は減速しているが、交差車両８０３から交差路までの距離が遠い（交差車両は交差路に進入５秒程度前。交差車両から交差路までの距離と交差車両の速度により算出）場合、つまり予め定めた値より大きい場合は、エンジン自動停止を不要とする。

図７は先行車８０２が存在しており、交差車両８０３がステレオカメラで認識できるシチュエーションを示している。先行車８０２が存在する場合はその加速度も算出することが可能である。

以下、表２は、表１において先行車８０２の加速度も考慮した場合のエンジン自動停止の要否を表す。

先行車８０２が加速し、交差車両８０３が交差路に近いところで加速している場合には自車は安全を考え停止すると判断し、エンジン自動停止を許可することができる。

先行車８０２が加速し、交差車両８０３が交差路から遠いところで加速している場合には自車は先行車８０２に続いて交差路を横断できると判断し、エンジン自動停止は不要とすることができる。

先行車８０２が加速し、交差車両８０３が減速している場合には交差車両の位置に関係なく、自車はそのまま交差路へ進入可能と判断し、エンジン自動停止は不要と判断することができる。

先行車８０２が減速し、交差車両８０３が加速している場合には、交差車両８０３の位置に関係なく、自車は停止すると判断し、エンジン自動停止を許可することができる。

先行車８０２が減速し、交差車両８０３が交差路に近い場所で減速している場合には、先行車８０２は、交差車両８０３が横断するまで停止すると判断し、エンジン自動停止を許可することができる。

先行車８０２が減速し、交差車両８０３が交差路に遠い場所で減速している場合には、先行車８０２は、交差車両８０３が横断する前に横断すると判断し、且つ自車も一時停止で、すぐ発進すると判断し、エンジン自動停止は不要とすることができる。

図８は、自車が交差路に近づき、本発明によるエンジン自動停止を行い、再びエンジンを始動するまでのフローを示す図である。

自車が交差路に近付いた（ステップ７５１）後、ドライバーがブレーキを作動させたか否か判断し（ステップ７５２）、ドライバーがブレーキを作動させた、つまりブレーキを踏み始めた時（Yesの場合）、本発明によるエンジン自動停止判断部１０２で自動停止判断を行う（ステップ７５３）。ブレーキを作動させていない場合は、ブレーキが踏まれるまでステップ７５２の判断を繰り返す。エンジン自動停止判断部１０２で判断した結果、エンジンの自動停止を許可するか否か判断され（ステップ７５４）、許可すると判断された場合（Yesの場合）、次にドライバーがブレーキを解除するか否か判断される（ステップ７５５）。ブレーキが解除されない、つまり自車はドライバーがブレーキを踏み続けている場合（Noの場合）、エンジン自動停止を続ける。ドライバーがブレーキを解除した場合（Yesの場合）、自車はエンジンを再始動する（ステップ７５６）。

図７のように先行車８０２が存在する場合、自車速度と自車前方を走行する先行車８０２との車間距離に基づいて自車の目標加速度を算出し、先行車８０２に追従する制御（ＡＣＣ制御）を搭載した車両に適用することも可能である。

図９は、図１の実施例とは異なり、自車速度と自車前方を走行する先行車との車間距離に基づいて自車の目標加速度を算出し、先行車に追従する先行車追従制御（ＡＣＣ）を有す電子制御ユニットを搭載した走行制御装置の実施例である。

図９において、走行制御装置１００には、エンジン自動停止判断部１０２とエンジン制御装置３やブレーキ制御装置４に指令する役割を担うコントロールマネージャ１０３の他に、先行車追従制御部１０４を搭載している。また車両には、先行車との距離を測定するためのステレオカメラ１と自車速を検出する車輪速センサ２を有し、その自車速と自車前方を走行する先行車との車間距離に基づいて算出される自車の目標加速度に応じて減速操作するためのブレーキ制御装置４を有す。

自車前方を走行する先行車が交差路に向かって走行している場合、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体の加速度が正値で加速していることが分かれば、先行車は移動物体が通過することを待つために停車すると判断でき、自車も停車させるためにエンジン制御装置３とブレーキ制御装置４にトルク指令値と液圧指令値を出力して停止措置を行うことができる。

上記により、エンジン自動停止判断部１０２は、交差する移動物体の位置と加速度、先行車の加速度に基づいて、自車のエンジン自動停止時間を燃費向上できるように調整することができる。

本発明において、エンジン自動停止要否判定に交差車両や先行車の加速度の閾値を正負として、これまで論じてきた。実際の環境では先行車や交差車両は停止する意思はあるが停止位置を調整するために再度加速するといったシチュエーションもしばしばある。

そこで、本発明では、交差車両や先行車の加速度を正負に限らずある閾値（例えば急ブレーキや急発進とされる加減速度値）を設けることで実用的なエンジン自動停止要否判定を実施することも可能である。

ステレオカメラ１のみを用いた場合、夜間における交差車両や先行車、光源を持たない移動物体（歩行者や自転車など）の認識可能範囲は、自車のヘッドライトで照らされた範囲に限られてくる。遠方から交差路に向かって移動する物体でもヘッドライトなど光源を放つ車両は認識することが可能である。交差車両のヘッドライトを検出し、交差車両の位置を検知し、加速度を算出することができるため、本発明によるエンジン自動停止要否判定を実施することができる。認識精度を向上させるためにレーザレーダやミリ波レーダ、赤外線センサといった車載外界認識装置を組み合わせて行うことで、夜間においてもエンジン自動停止要否判断を実施することが可能となる。

本発明は、ステレオカメラのような車載外界認識装置のみで構成されるため、信号機やビーコン、道路に設置されたカメラなどのインフラや車車間通信などを用いずに実現することが可能であり、インフラ整備が進んでいない地域においても本発明によるエンジン自動停止要否判断は性能を発揮することができる。

１ ステレオカメラ
２ 車輪速センサ
３ エンジン制御装置
４ ブレーキ制御装置
１００ 走行制御装置
１０２ エンジン自動停止判断部
１０３ コントロールマネージャ
１０４ 先行車追従制御部

Claims (15)

1. 撮像装置から取得した取得画像に基づいて、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知する移動物体検知部と、
   前記移動物体の加速度を算出する加速度算出部と、
   前記移動物体の加速度に基づいて、前記移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する移動物体横断意志判断部と、
   前記移動物体横断意志判断部の判断結果に基づいて、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判定するエンジン自動停止判定部と、を有する走行制御装置。
2. 請求項１記載の走行制御装置において、
   前記取得画像は、２つの撮像画像から生成された距離画像である走行制御装置。
3. 請求項２記載の走行制御装置において、
   前記取得画像は、前記距離画像に加え色相情報を含む走行制御装置。
4. 請求項１記載の走行制御装置において、
   前記移動物体横断意志判断部は、前記移動物体の加速度が負値の場合、前記移動物体が交差路を横断する意志がないと判断し、前記移動物体の加速度が正値の場合、前記移動物体が交差路を横断する意志があると判断する走行制御装置。
5. 請求項１記載の走行制御装置において、
   前記移動物体横断意志判断部は、前記移動物体が減速している場合、前記移動物体が交差路を横断する意志がないと判断し、前記移動物体の加速している場合、前記移動物体が交差路を横断する意志があると判断する走行制御装置。
6. 請求項４記載の走行制御装置において、
   前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体横断意志判断部にて前記移動物体が交差路を横断する意志があると判断された場合、自車両のエンジン自動停止を許可する走行制御装置。
7. 請求項４記載の走行制御装置において、
   前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体横断意志判断部にて前記移動物体が交差路を横断する意志がないと判断された場合、自車両のエンジン自動停止を不要とする走行制御装置。
8. 請求項１記載の走行制御装置において、
   前記移動物体横断意志判断部は、前記移動物体の加速度及び前記移動物体と前記交差路間の距離に基づいて、前記移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する走行制御装置。
9. 請求項１記載の走行制御装置において、
   前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体が減速している場合、且つ前記移動物体と前記交差路までの距離が予め定めた値以下の場合は、エンジン自動停止を許可する走行制御装置。
10. 請求項１記載の走行制御装置において、
    前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体が減速している場合、且つ前記移動物体と前記交差路までの距離が予め定めた値より大きい場合は、エンジン自動停止を不要とする走行制御装置。
11. 請求項１記載の走行制御装置において、
    前記加速度算出部は、前記移動物体と前記先行車の加速度を算出し、
    前記移動物体横断意志判断部は、前記移動物体の加速度及び前記先行車の加速度に基づいて、前記移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する走行制御装置。
12. 請求項１１記載の走行制御装置において、
    前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体が減速している場合、且つ前記移動物体と前記交差路までの距離が予め定めた値以下で減速している場合は、エンジン自動停止を許可する走行制御装置。
13. 請求項１１記載の走行制御装置において、
    前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体が減速している場合、且つ前記移動物体と前記交差路までの距離が予め定めた値より大きく、減速している場合は、エンジン自動停止を不要とする走行制御装置。
14. 請求項１記載の走行制御装置において、
    検知された自車速と、先行車との車間距離と、に基づいて、自車の目標加速度を算出し、前記目標加速度に基づいて前記先行車に追従する制御を行う先行車追従制御部(104)を有し、
    前記エンジン自動停止判定部は、前記移動物体の位置と加速度と、前記先行車の加速度と、前記先行車との車間距離と、に基づいて、エンジン自動停止時間を調整する走行制御装置。
15. ２つの取得画像に基づいて距離画像を生成するステレオカメラと、
    前記距離画像から自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知し、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判断するエンジン自動停止判断部と、
    前記エンジン自動停止判断部の判断結果に基づいて、トルク指令値と液圧指令値を生成するコントロールマネージャと、を有する走行制御システムであって、
    前記エンジン自動停止判断部は、
    前記取得画像に基づいて、自車進行方向に対して交差する方向に移動する移動物体を検知する移動物体検知部と、
    前記移動物体の加速度を算出する加速度算出部と、
    前記移動物体の加速度及び前記移動物体と前記交差路間の距離に基づいて、前記移動物体が自車進行方向に対して交差する方向に、自車両より先に自車前方の交差路を横断する意思があるか否かを判断する移動物体横断意志判断部と、
    前記移動物体横断意志判断部の判断結果に基づいて、自車両が走行中にエンジンを自動停止するか否かを判定するエンジン自動停止判定部と、を有する走行制御システム。