JP2015093590A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 交差点右左折時において後続車の進路を横切るのを抑制できる走行制御装置を提供する。【解決手段】 周囲車両の走行状態を取得する車両情報伝達部14と、自車両前方に存在する先行車の走行状態に応じて自車両前方に設定する第１仮想車両の走行状態を設定する仮想車両設定部16aと、自車両を第１仮想車両に追従して走行させる追従制御部16bと、を有する走行制御装置において、仮想車両設定部16aは、自車両の交差点までの距離が所定値以下となった場合、旋回内側に後続車が存在するときには、第１仮想車両と自車両との間に第２仮想車両を設定し、追従制御部16bは、第２仮想車両が設定された場合、自車両を第２仮想車両に追従して走行させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、走行制御装置に関する。

特許文献１には、自車両前方の所定範囲内に存在する複数の先行車の走行状態に応じて自車両前方に仮想車両を設定し、自車両と仮想車両との距離が目標車間距離となるように自車両を仮想車両に追従して走行させる技術が開示されている。

特開2012-187965号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、仮想車両に追従して交差点を右左折するシーンにおいて、自車両の旋回内側に後続車が存在する場合、後続車の進路を横切るおそれがある。
本発明に目的は、交差点右左折時において後続車の進路を横切るのを抑制できる走行制御装置を提供することにある。

本発明では、自車両の交差点までの距離が所定値以下となった場合、旋回内側に後続車が存在するときには、先行車の走行状態に応じて自車両前方に設定する第１仮想車両と自車両との間に第２仮想車両を設定し、自車両を第２仮想車両に追従して走行させる。

よって、交差点右左折時において後続車の進路を横切るのを抑制できる。

実施例１の走行制御装置のシステム構成図である。 交差点走行時における制御目標値演算部16の制御内容を示すフローチャートである。 交差点進入制御のフローチャートである。 交差点左折時における従来技術の問題点を示す説明図である。 交差点左折時における実施例１の作用を示す説明図である。

〔実施例１〕
図１は、実施例１の走行制御装置のシステム構成図である。
自車両1と周囲車両2は、走行位置検出部11、車速検出部12、車両情報提示部13および車両情報伝達部（周囲車両走行状態取得手段）14を共に備える。走行位置検出部11は、GPSなどから得られる自車両1の走行位置情報を受信する。車速検出部12は、車輪速回転パルスなどから得られる車輪速情報から車速を検出する。車両情報提示部13は、周囲に走行意思を伝えるウィンカーやブレーキランプなどである。車両情報伝達部14は、自車両1と周囲車両2との間で無線による車々間通信を行う。すなわち、CAN通信線15から得られる自車両1の走行位置情報、車速情報および走行意思情報（以下、走行位置、車速および走行意思をまとめて車両情報と言う。）を無線通信網へ送信すると共に、周囲車両2の車両情報を受信する。

自車両1は、制御目標値演算部16と、アクチュエータ駆動部17とを有する。制御目標値演算部16は、車両情報伝達部14から得られた周囲車両2の車両情報に基づき、所望の制御動作が行えるように、得られた車両情報から車両の制御目標値を演算する。アクチュエータ駆動部17は、制御目標値演算部16により演算された制御目標値に基づき、自車両1に搭載されたアクチュエータ18に対する制駆動指令を出力する。アクチュエータ18は、制駆動指令に基づき自車両1の制駆動力を可変する。

制御目標値演算部16は、先行車の車両情報から、自車両の前方に設定し自車両を追従走行させるための第１仮想車両の車両位置および車速を設定する仮想車両設定部（仮想車両設定手段）16aを有する。ここで、第１仮想車両の車両位置および車速は、先行車が複数存在する場合には、自車両に最も近い先行車の車両位置を第１仮想車両の車両位置に設定し、先行車の中で最も車速の低い先行車の車速を第１仮想車両の車速に設定する。仮想車両設定部16aは、自車両を第１仮想車両に追従させる仮想車両に対する目標車間距離を設定する。
制御目標値演算部16は、第１仮想車両と自車両との車間距離を目標車間距離に維持するような制駆動指令を演算し、アクチュエータ駆動部17へ出力する追従制御部（追従制御手段）16bを有する。

制御目標値演算部16は、交差点走行時において、自車両が後続車の進路を横切るのを抑制することを狙いとし、以下に示すような制御を行う。
図２は、交差点走行時における制御目標値演算部16の制御内容を示すフローチャートである。
ステップS1では、あらかじめナビゲーションシステム等により設定された目的地に応じた地図情報から走行経路、交差点位置情報および交差点進入減速区間を設定し、走行を開始する。交差点進入減速区間は、自車が周囲に車両が無く安定して減速動作を行って際に必要とする区間（距離）とする。例えば、制限速度（法定速度）の上限が車速60km/hであるときに交差点進入減速区間に進入し、減速度2.0m/s²（減速度は安定した乗員への違和感のない減速度としてあらかじめ設定する。）で減速すると、交差点への進入時に安定した左折動作を行うための車速は10〜20km/hになる。よって、この場合の交差点進入減速区間は、およそ70〜80m程度に設定すれば良い。

ステップS2では、自車両および周囲車両の車両情報を取得する。
ステップS3では、あらかじめ地図情報から設定されている交差点位置情報から算出されている交差点進入減速区間に到達したか否かを判定し、YESの場合はステップS4へ進み、NOの場合はステップS7へ進む。

ステップS4では、地図情報から得られている走行経路に沿って自車両を一定速度（制限速度一定）で走行させる低速走行制御を行う。
ステップS5では、目的地減速区間に到達したか否かを判定し、YESの場合はステップS6へ進み、NOの場合はリターンへ進む。
ステップS6では、目的地となる所定の停止位置に自車両を停止させる目的地停止制御を行う。
ステップS7では、交差点に進入するために自車両を加減速させる交差点進入制御を行う。交差点進入制御の詳細については後述する。交差点進入制御中は、ウィンカーやブレーキランプ等の車両情報提示部13を用いて周囲車両に対し交差点に進入する情報を提示することが好ましい。また、車々間通信を用いて周囲車両に伝達しても良い。

ステップS8では、交差点走行のための旋回右左折動作を始めるポイントである交差点進入ポイントに到達したか否かを判定し、YESの場合はステップS9へ進み、NOの場合はステップS8を繰り返す。
ステップS9では、自車両をスムーズに旋回させるための交差点右左折旋回制御を行う。
ステップS10では、交差点右左折終了ポイントを通過したか否かを判定し、YESの場合にはリターンへ進み、NOの場合にはステップS9を繰り返す。

［交差点進入制御］
図３は、図２のステップS7で行われる交差点進入制御のフローチャートである。
ステップS71では、周辺車両の車両情報から、周囲車両として先行車や後続車が存在するか否かを判定し、YESの場合はステップS72へ進み、NOの場合はステップS73へ進む。
ステップS72では、一定減速度により自車両を減速させる交差点進入減速制御を行う。ここで、一定減速度は減速時の車両安定性やドライバーへの違和感・乗り心地を考慮して2.0m/s²程度とすれば良い。

ステップS73では、後続車が自車両の旋回内側に存在するか否かを判定し、YESの場合にはステップS74へ進み、NOの場合にはステップS75へ進む。ここで、旋回内側に存在する後続車とは、旋回内側の隣接車線を走行する後続車、自車線の左端を走行する二輪車や小型四輪車等を含む。
ステップS74では、後続車は交差点進入減速区間内に存在し、かつ、先行車よりもTTC（衝突余裕時間）が小さいか否かを判定する。YESの場合にはステップS76へ進み、NOの場合にはステップS75へ進む。ここで、衝突余裕時間とは、自車両が後続車（または先行車）に衝突するまでの時間であり、自車両と後続車（または先行車）との車間距離を相対速度で除することで算出できる。

ステップS75では、先行車の車両情報から、自車両の前方に設定し自車両を追従走行させるための第１仮想車両の車両位置および車速を設定する。ここで、第１仮想車両の車両位置および車速は、先行車が複数存在する場合には、自車両に最も近い先行車の車両位置を第１仮想車両の車両位置に設定し、先行車の中で最も車速の低い先行車の車速を第１仮想車両の車速に設定する。なお、先行車の車速が、交差点進入設定速度よりも高い場合には、交差点進入設定速度を第１仮想車両の車速とする。交差点進入設定速度とは、交差点走行時の旋回動作を安定に行うための車速である。例えば、交差点を走行するための旋回半径15mで、旋回加速度0.1〜0.2G程度で走行しようとした場合、交差点進入設定速度は、15〜20km/hで設定すれば良い。

ステップS76では、後続車の走行状態に応じた第２仮想車両の車両位置および車速を設定する。第２仮想車両の位置は、第１仮想車両と自車両との間の位置とし、後続車とのTTCが長いほど自車両に近い位置とする。また、第２仮想車両の車速は、後続車の車速とするが、後続車よりも車速の低い先行車が存在する場合には、先行車の中で最も車速の低い先行車の車速を第２仮想車両の車速とする。なお、設定した第２仮想車両の車速が交差点進入設定速度よりも高い場合には、第２仮想車両の車速を交差点進入設定速度に置き換える。

ステップS77では、追従させる第１または第２仮想車両に対する目標車間距離の設定を行う。ここで、目標車間距離d^*は、現在の自車両の車速v_iとあらかじめ設定している目標車間時間Tから、以下の式を用いて設定する。
d^* = Tv_i + d₀ ^* …(1)
d₀ ^*は車速0km/h時（停止中）の目標車間距離である。
ここで、停止中の目標車間距離d₀ ^*は5m（約車両1台分程度）とし、交差点進入区間の代表車速として30km/h、目標車間距離30mとすれば式(1)より目標車間時間Tは1.5sec程度となる。停止中の目標車間距離d₀ ^*と目標車間時間Tを固定値として自車の車速状況に応じて目標車間距離d^*を式(1)から算出する。

ステップS78では、第１または第２仮想車両と自車両との車間距離を目標車間距離d^*に維持する車間距離保持制御を行う。車間距離保持制御については公知であるため説明は省略するが、例えば、自車両と第１または第２仮想車両との相対速度、位置偏差および目標車間距離の偏差に応じて所定の重み付けを行った最適レギュレータにより自車両の加減速指令値を演算しても良い。最適レギュレータは、例えば、所定の時定数を持つ一次遅れ系で状態空間モデルを用いて算出する。

次に、作用を説明する。
［交差点進入制御作用］
従来の走行制御装置では、先行車の車両情報から仮想車両の走行位置および車速を設定し、仮想車両に対して目標車間距離を維持している。このため、図４(a)に示すように、自車両が前方交差点に対する交差点進入減速区間に到達し、図４(b)のように仮想車両に対して目標車間距離を維持するように減速を行うとき、自車両の左側を走行している後続車が交差点進入減速区間で自車両に追いつき、十分な衝突余裕時間を持たないまま自車両が左折動作を行うため、後続車の進路を横切る可能性がある。なお、従来の走行制御装置では、先行車が存在しない場合には仮想車両を設定できないため、一定の減速度により自車両を減速させることとなるが、この場合も自車両の左側を走行する後続車の進路を横切る可能性がある。

これに対し、実施例１では、図５に示すように、自車両が交差点進入減速区間に到達した際、旋回内側に後続車が存在する場合には、自車両を追従させる仮想車両を、先行車の走行状態に応じた第１仮想車両から、後続車の走行状態に応じて第１仮想車両と自車両との間に配置した第２仮想車両に切り替える。これにより、自車両は後続車を先行させて目標車間距離を維持するように制御されるため、交差点右左折時において後続車の進路を横切るのを抑制できる。

このとき、後続車に対する衝突余裕時間が長いほど第２仮想車両の位置を自車両に近い位置に設定する。後続車に対する衝突余裕時間が長いほど、後続車が自車両を追い抜くのに要する時間が長いため、後続車の進路を横切らないようにするためには、自車両をより減速させて自車両の旋回動作を遅らせる必要がある。そこで、後続車に対する衝突余裕時間が長いほど第２仮想車両の位置を自車両に近い位置とすることで、衝突余裕時間が長いほど自車両をより減速させることができ、後続車の進路を横切るのをより確実に抑制できる。

実施例１では、第１仮想車両に対する追従から第２仮想車両に対する追従への切り替えは、後続車が交差点進入減速区間に到達したときに行う。これにより、自車両が減速を開始する位置、すなわち、後続車の走行状況を考慮する必要が生じる適切な位置を判定できるため、不要な制御動作を抑制できる。

実施例１では、交差点進入直前における第１仮想車両に対する衝突余裕時間、すなわち、先行車に対する衝突余裕時間よりも後続車に対する衝突余裕時間が短い場合に限り、第１仮想車両に対する追従から第２仮想車両に対する追従へと切り替える。換言すると、後続車に対する衝突余裕時間よりも先行車に対する衝突余裕時間が短い場合には、第１仮想車両に対する追従をそのまま維持する。これにより、先行車と後続車が共に存在する場合、両者の車両情報を加味した適切な仮想車両を設定できる。図５(b)では、自車両が交差点進入減速区間に到達した時点では、先行車の車両衝突余裕時間＜後続車の衝突余裕時間であるため、先行車との目標車間距離を維持するように自車両を減速させている。その後、後続車の接近により先行車の車両衝突余裕時間＞後続車の衝突余裕時間となったため、自車両を再度減速させ、後続車を先行させている。

実施例１では、第２仮想車両の車速を周囲車両の中で最も速度の低い車両の速度とする。これにより、周囲車両の中で最も車速の低い車両に追従するように制御可能となるので、周囲車両（先行車）との車間距離を十分に維持した状態でスムーズな右左折動作を実現できる。

実施例１では、周囲車両の中で最も速度の低い車両の速度が交差点進入設定速度よりも高い場合、交差点進入設定速度を第２仮想車両の速度とする。これにより、周囲車両の車速が交差点進入設定速度よりも高い場合であっても、安定した旋回動作が行える交差点進入設定速度で交差点に進入できるため、安定したスムーズな旋回右左折動作を実現できる。このとき、交差点進入設定速度は、交差点形状から得られる旋回半径とあらかじめ設定された旋回加速度とから算出する。これにより、交差点の形状と安定した旋回加速度に基づき第２仮想車両の速度を設定できるため、交差点の形状に応じた安定した旋回右左折動作を実現できる。

以上説明したように、実施例１にあっては以下に列挙する効果を奏する。
(1) 周囲車両の走行状態を取得する車両情報伝達部14と、自車両前方に存在する先行車の走行状態に応じて自車両前方に設定する第１仮想車両の走行状態を設定する仮想車両設定部16aと、自車両を第１仮想車両に追従して走行させる追従制御部16bと、を有する走行制御装置において、仮想車両設定部16aは、自車両の交差点までの距離が所定値以下となった場合、旋回内側に後続車が存在するときには、第１仮想車両と自車両との間に第２仮想車両を設定し、追従制御部16bは、第２仮想車両が設定された場合、自車両を第２仮想車両に追従して走行させる。
よって、交差点右左折時において後続車の進路を横切るのを抑制できる。

(2) 仮想車両設定部16aは、後続車に対する衝突余裕時間が長いほど第２仮想車両の位置を自車両に近い位置に設定する。
よって、交差点右左折時において後続車の進路を横切るのをより確実に抑制できる。

(3) 仮想車両設定部16aは、後続車が交差点進入減速区間に到達したとき、第２仮想車両を設定する。
よって、不要な制御動作を抑制できる。

(4) 仮想車両設定部16aは、交差点進入直前における第１仮想車両に対する衝突余裕時間よりも後続車に対する衝突余裕時間が短い場合に、第２仮想車両を設定する。
よって、先行車と後続車が共に存在する場合、両者の車両情報を加味した適切な仮想車両を設定できる。

(5) 仮想車両設定部16aは、第２仮想車両の速度を周囲車両の中で最も速度の低い車両の速度とする。
よって、先行車との車間距離を十分に維持した状態でスムーズな右左折動作を実現できる。

(6) 仮想車両設定部16aは、周囲車両の中で最も速度の低い車両の速度が、自車両が安定して旋回可能な速度である交差点進入設定速度よりも高い場合、交差点進入設定速度を第２仮想車両の速度とする。
よって、安定したスムーズな旋回右左折動作を実現できる。

(7) 仮想車両設定部16aは、交差点進入設定速度を、交差点形状から得られる旋回半径とあらかじめ設定された旋回加速度とから算出する。
よって、交差点の形状に応じた安定した旋回右左折動作を実現できる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例１では、周囲車両の走行状態を取得する周囲車両走行状態取得手段として、車々間通信を行う車両情報伝達部14を設けた例を示したが、レーザレーダやカメラを用いて周囲車両の走行状態を取得する構成としても良い。

1 自車両
2 周囲車両
11 走行位置検出部
12 車速検出部
13 車両情報提示部
14 車両情報伝達部（周囲車両走行状態取得手段）
15 通信線
16 制御目標値演算部
16a 仮想車両設定部（仮想車両設定手段）
16b 追従制御部（追従制御手段）
17 アクチュエータ駆動部
18 クチュエータ

Claims (7)

1. 周囲車両の走行状態を取得する周囲車両走行状態取得手段と、
   自車両前方に存在する先行車の走行状態に応じて自車両前方に設定する第１仮想車両の走行状態を設定する仮想車両設定手段と、
   自車両を前記第１仮想車両に追従して走行させる追従制御手段と、
   を有する走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、自車両の交差点までの距離が所定値以下となった場合、旋回内側に後続車が存在するときには、前記第１仮想車両と自車両との間に第２仮想車両を設定し、
   前記追従制御手段は、前記第２仮想車両が設定された場合、自車両を前記第２仮想車両に追従して走行させることを特徴とする走行制御装置。
2. 請求項１に記載の走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、前記後続車に対する衝突余裕時間が長いほど前記第２仮想車両の位置を自車両に近い位置に設定することを特徴とする走行制御装置。
3. 請求項１または２に記載の走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、前記後続車の交差点までの距離が前記所定値以下となったとき、前記第２仮想車両を設定することを特徴とする走行制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、交差点進入直前における前記第１仮想車両に対する衝突余裕時間よりも前記後続車に対する衝突余裕時間が短い場合に、前記第２仮想車両を設定することを特徴とする走行制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、前記第２仮想車両の速度を周囲車両の中で最も速度の低い車両の速度とすることを特徴とする走行制御装置。
6. 請求項５に記載の走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、周囲車両の中で最も速度の低い車両の速度が、自車両が安定して旋回可能な速度である交差点進入設定速度よりも高い場合、交差点進入設定速度を前記第２仮想車両の速度とすることを特徴とする走行制御装置。
7. 請求項６に記載の走行制御装置において、
   前記仮想車両設定手段は、前記交差点進入設定速度を、交差点形状から得られる旋回半径とあらかじめ設定された旋回加速度とから算出することを特徴とする走行制御装置。

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