JP2017100681A - 走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車線変更制御と衝突回避制御の干渉が生じることを避けることができる。
【解決手段】 車両の走行する走行車線から隣接車線へ車両を車線変更させる車線変更制御を実行する走行制御装置１００であって、車両の周囲の障害物を認識する障害物認識部１１と、障害物認識部１１による障害物の認識結果に基づいて、予め設定された衝突回避条件が満たされたか否かを判定する衝突回避判定部１４と、衝突回避判定部１４により衝突回避条件が満たされたと判定された場合に、車両と障害物の衝突を回避する衝突回避制御を実行する走行制御部１５と、を備え、走行制御部１５は、車線変更制御の実行中に、衝突回避判定部１４により衝突回避条件が満たされたと判定された場合、車線変更制御を中断して衝突回避制御を実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、走行制御装置に関する。

従来、車両の走行を制御する装置に関する技術文献として特許文献１が知られている。この特許文献１には、車両を先行車両に追従させる追従制御を行う車両制御システムであって、先行車両が車線変更を行ない、かつ、車両の周囲が車線変更可能な状況である場合には、先行車両に追従して車両を車線変更させるものが示されている。

特開２０１５-１６０５５４号公報

ところで、車両の走行制御は、車線変更制御だけではなく、他車両等の障害物と車両の衝突を回避するための衝突回避制御等の複数の制御が知られている。しかしながら、同じ車両に複数の走行制御の機能を搭載した場合、車両の状況によっては、複数の走行制御が重なるように実行され、制御の干渉が生じるおそれがある。

そこで、本技術分野では、車線変更制御と衝突回避制御の干渉が生じることを避けることができる走行制御装置を提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、車両の走行する走行車線から隣接車線へ車両を車線変更させる車線変更制御を実行する走行制御装置であって、車両の周囲の障害物を認識する障害物認識部と、障害物認識部による障害物の認識結果に基づいて、予め設定された衝突回避条件が満たされたか否かを判定する衝突回避判定部と、衝突回避判定部により衝突回避条件が満たされたと判定された場合に、車両と障害物の衝突を回避する衝突回避制御を実行する走行制御部と、を備え、走行制御部は、車線変更制御の実行中に、衝突回避判定部により衝突回避条件が満たされたと判定された場合、車線変更制御を中断して衝突回避制御を実行する。

以上説明したように、本発明の一側面によれば、車線変更制御と衝突回避制御の干渉が生じることを避けることができる。

本実施形態に係る走行制御装置を示すブロック図である。 走行制御装置による自車両の制御状態の遷移図である。 （ａ）車線変更制御の実行中に、他車両が自車両に接近した一例を示す平面図である。（ｂ）車線変更制御の実行中に、他車両が自車両に接近した他の例を示す平面図である。 走行制御装置の車線変更制御を示すフローチャートである。 走行制御装置の衝突回避制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る走行制御装置１００は、乗用車等の車両に搭載され、車両（以下、自車両と呼ぶ）の走行を制御する。走行制御装置１００は、走行制御として、後述する車線変更制御、車線維持制御、及び衝突回避制御を実行する。

［走行制御装置の構成］
走行制御装置１００は、ＥＣＵ[Engine Control Unit]１０を備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＣＡＮ通信回路を介してＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ＥＣＵ１０には、外部センサ１、内部センサ２、方向指示器検出部３、アクチュエータ４、及びＨＭＩ５が接続されている。

外部センサ１は、自車両の周辺の状況を検出する検出機器である。外部センサ１は、カメラ、レーダー［Radar］、及びライダー［LIDAR：LaserImaging Detection and Ranging］のうち少なくとも一つを含む。

カメラは、自車両の外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、自車両のフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、自車両の外部状況に関する撮像情報をＥＣＵ１０へ送信する。カメラは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよい。ステレオカメラは、両眼視差を再現するように配置された二つの撮像部を有している。ステレオカメラの撮像情報には、奥行き方向の情報も含まれている。

レーダーは、電波（例えばミリ波）を利用して自車両の外部の障害物を検出する。レーダーは、電波を自車両の周囲に送信し、障害物で反射された電波を受信することで障害物を検出する。レーダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。ライダーは、光を利用して自車両の外部の障害物を検出する。ライダーは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。

内部センサ２は、自車両の走行状態を検出する検出機器である。内部センサ２は、車速センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサのうち少なくとも一つを含む。車速センサは、自車両の速度を検出する検出器である。車速センサとしては、自車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサは、検出した車速情報をＥＣＵ１０に送信する。

加速度センサは、自車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサは、自車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、自車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサは、自車両の加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、自車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサとしては、ジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した自車両のヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

方向指示器検出部３は、例えば、自車両のウインカレバーに対して設けられ、運転者によるウインカレバーの操作を検出する。方向指示器検出部３は、運転者によるウインカレバーの操作が右ウインカーの操作であるか左ウインカーの操作であるか検出する。方向指示器検出部３は、検出した方向指示器操作情報をＥＣＵ１０へ送信する。

アクチュエータ４は、自車両の走行制御を実行する装置である。アクチュエータ４は、スロットルアクチュエータ、ブレーキアクチュエータ、及び操舵アクチュエータを少なくとも含む。スロットルアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてエンジンに対する空気の供給量（スロットル開度）を制御し、自車両の駆動力を制御する。なお、自車両がハイブリッド車である場合には、エンジンに対する空気の供給量の他に、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。自車両が電気自動車である場合には、動力源としてのモータにＥＣＵ１０からの制御信号が入力されて当該駆動力が制御される。これらの場合における動力源としてのモータは、アクチュエータ４を構成する。

ブレーキアクチュエータは、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じてブレーキシステムを制御し、自車両の車輪へ付与する制動力を制御する。ブレーキシステムとしては、液圧ブレーキシステムを用いることができる。操舵アクチュエータは、電動パワーステアリングシステムのうち操舵トルクを制御するアシストモータの駆動を、ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて制御する。これにより、操舵アクチュエータは、自車両の操舵トルクを制御する。

ＨＭＩ５は、運転者と走行制御装置１００との間で情報の出力及び入力をするためのインターフェイスである。ＨＭＩ５は、例えば、運転者等に画像情報を表示するためのディスプレイ、音声出力のためのスピーカ、及び運転者が入力操作を行うための操作ボタン又はタッチパネル等を備えている。ＨＭＩ５には、運転者が車線維持制御を開始又は終了するためのボタンが設けられている。

以下、ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。図１に示されるように、ＥＣＵ１０は、障害物認識部１１、車両横位置認識部１２、車線変更判定部１３、衝突回避判定部１４，及び走行制御部１５を有している。

障害物認識部１１は、外部センサ１の検出結果に基づいて、自車両の周囲の障害物を認識する。障害物には、他車両、自転車、歩行者、及び、ガードレール等の構造物がある。障害物認識部１１は、周知の手法により、自車両の周囲の障害物の位置、自車両に対する障害物の相対的な移動方向、自車両に対する障害物の相対的な移動速度を認識する。

車両横位置認識部１２は、外部センサ１の検出結果に基づいて、走行車線における自車両の横位置を認識する。車両横位置認識部１２は、車載のカメラにより撮像された自車両前方の撮像画像（白線の画像）に基づいて、周知の画像処理手法により、自車両の横位置を認識してもよい。車載のカメラは、自車両における搭載位置が決まっており、この搭載位置から当該カメラが撮像する範囲も決まっている。また、カメラの搭載位置と自車両の中心位置との位置関係（平面視における位置関係）は決まっている。このため、車両横位置認識部１２は、カメラの撮像画像上における左右二本の白線の位置から、走行車線内の車線幅方向における自車両の位置（例えば自車両の中心位置）を自車両の横位置として求めることができる。

車線変更判定部１３は、方向指示器検出部３の検出結果に基づいて、運転者による方向指示器操作（ウインカーをオフ状態からオン状態に切り替える操作）が行なわれたか否かを判定する。車線変更判定部１３は、運転者による方向指示器操作が行なわれたと判定した場合、車線変更制御を実行するための車線変更条件が満たされたか否かを判定する。車線変更判定部１３は、外部センサ１の検出結果及び障害物認識部１１による障害物の認識結果に基づいて車線変更条件が満たされるか否かを判定する。

車線変更条件は、車線変更制御の実行の可否を判定するために予め設定された条件である。車線変更条件は、カメラによって走行車線に隣接する隣接車線が検出され、かつ、自車両の周囲に他車両が存在しない場合に満たされる。車線変更判定部１３は、自車両の後方又は車線変更先ではない隣接車線に他車両が存在しても、車線変更先の隣接車線に他車両が存在しない場合には、車線変更条件が満たされたと判定してもよい。車線変更判定部１３は、カメラによって検出された走行車線と車線変更先の隣接車線の車線境界線が黄色線である場合、車線変更条件が満たされないと判定してもよい。

なお、車線変更判定部１３は、運転者が方向指示器操作を行なっただけでは車線変更条件の判定を行なわず、後述する車線維持制御の実行中に運転者が方向指示器操作を行なった場合に、車線変更条件の判定を行なう態様であってもよい。

衝突回避判定部１４は、障害物認識部１１による障害物の認識結果に基づいて、衝突回避制御を実行するための衝突回避条件が満たされたか否かを判定する。衝突回避条件は、衝突回避制御の実行の要否を判定するために予め設定された条件である。衝突回避判定部１４は、自車両に接近する障害物と自車両との距離が所定距離以下になった場合に、衝突回避条件が満たされたと判定する。衝突回避判定部１４は、周知の技術により自車両の進行方向と障害物の進行方向が交差すると予測された場合に、衝突回避条件が満たされたと判定してもよい。

走行制御部１５は、アクチュエータ４に制御信号を送信することにより、自車両の各種の走行制御を実行する。走行制御部１５は、運転者がＨＭＩ５のボタンを操作して車線維持制御を開始した場合、車線維持制御を実行する。車線維持制御とは、自車両を走行車線に沿って走行させる走行制御である。走行制御部１５は、車両横位置認識部１２による自車両の横位置の認識結果に基づいて、走行車線の中央を走行するように自車両の走行を制御する。走行制御部１５は、自車両の車速が一定速度未満の低速の場合、又は、走行車線の白線を認識できない場合には、車線維持制御を実行しない。

走行制御部１５は、車線変更判定部１３により車線変更条件が満たされたと判定された場合、車線変更制御を実行する。車線変更制御とは、自車両の走行する走行車線から隣接車線へ自車両を車線変更させる走行制御である。走行制御部１５は、車両横位置認識部１２による自車両の横位置の認識結果に基づいて、周知の手法により、車線変更制御を実行する。

走行制御部１５は、衝突回避判定部１４により衝突回避条件が満たされたと判定された場合、衝突回避制御を実行する。衝突回避制御とは、自車両と障害物との衝突を回避するように自車両を走行させる走行制御である。走行制御部１５は、障害物認識部１１による障害物の認識結果に基づいて、周知の手法により、衝突回避制御を実行する。走行制御部１５は、衝突回避制御を実行する際に、ＨＭＩ５を介して自車両の乗員に衝突回避制御を行う旨の注意喚起を行なってもよい。

ここで、図２は、走行制御装置１００による自車両の制御状態の遷移図である。図２に示すように、自車両の制御状態には、車線維持制御、車線変更制御、衝突回避制御、及び、制御キャンセルがある。制御キャンセルとは、各制御を実行するための条件を満たさない状態である。また、運転者が走行制御をキャンセルした場合には、制御キャンセル状態に移行する。走行制御装置１００は、制御状態を移行する際に、ＨＭＩ５を介して自車両の乗員にメッセージを通知してもよい。

走行制御部１５は、車線維持制御及び車線変更制御より、衝突回避制御を優先して実行する。走行制御部１５は、車線維持制御の実行中に、衝突回避条件が満たされたと判定された場合、車線維持制御を中断して衝突回避制御を実行する。また、走行制御部１５は、車線変更制御の実行中に、衝突回避条件が満たされたと判定された場合、車線変更制御を中断して衝突回避制御を実行する。

図３（ａ）は、車線変更制御の実行中に、他車両が自車両に接近した一例を示す平面図である。図３（ａ）に、自車両Ｍ、他車両Ｎ、自車両Ｍの走行する走行車線Ｒ１、他車両Ｎの走行する隣接車線Ｒ２を示す。図３（ａ）において、白線Ｌ１は走行車線Ｒ１を形成する車両通行帯境界線、白線Ｌ２は走行車線Ｒ１と隣接車線Ｒ２を分ける車線境界線、白線Ｌ３は隣接車線Ｒ２を形成する車両通行帯境界線である。

図３（ａ）は、走行車線Ｒ１から隣接車線Ｒ２に車線変更する車線変更制御を実行中の自車両Ｍに対して、隣接車線Ｒ２を高速で走行する他車両Ｎが接近している状況を示している。図３（ａ）に示す状況において、走行制御装置１００は、車線変更制御の実行中に衝突回避条件が満たされたと判定し、車線変更制御を中断して、衝突回避制御を実行する。走行制御装置１００は、自車両Ｍを走行車線Ｒ１に戻すように自車両Ｍの走行を制御することで、他車両Ｎとの衝突を回避する。

図３（ｂ）は、車線変更制御の実行中に、他車両Ｎが自車両Ｍに接近した他の例を示す平面図である。図３（ｂ）に、自車両Ｍの走行する走行車線（片側三車線の左端の車線）Ｒ１１、走行車線Ｒ１１に隣接する隣接車線（片側三車線の中央の車線）Ｒ１２、走行車線Ｒ１１の反対側で隣接車線Ｒ１２に隣接する右端車線（片側三車線の右端の車線）Ｒ１３を示す。図３（ｂ）において、白線Ｌ１１は走行車線Ｒ１１を形成する車両通行帯境界線、白線Ｌ１２は走行車線Ｒ１１と隣接車線Ｒ１２を分ける車線境界線、白線Ｌ１３は隣接車線Ｒ１２と右端車線Ｒ１３を分ける車線境界線、白線Ｌ１４は右端車線Ｒ１３を形成する車両通行帯境界線である。

図３（ｂ）は、走行車線Ｒ１１から隣接車線Ｒ１２に車線変更する車線変更制御を実行中の自車両Ｍに対して、右端車線Ｒ１３から隣接車線Ｒ１２に車線変更しようとする他車両Ｎが接近している状況を示している。図３（ｂ）に示す状況において、走行制御装置１００は、車線変更制御の実行中に衝突回避条件が満たされたと判定し、車線変更制御を中断して、衝突回避制御を実行する。走行制御装置１００は、自車両Ｍを走行車線Ｒ１１に戻すように自車両Ｍの走行を制御することで、他車両Ｎとの衝突を回避する。

走行制御部１５は、車線変更制御を中断して衝突回避制御を実行した場合には、衝突回避制御が完了しても自動的に車線変更制御に復帰しない。また、走行制御部１５は、車線維持制御の実行中に、衝突回避条件が満たされた場合、車線維持制御を中断して衝突回避制御を実行する。この場合、走行制御部１５は、衝突回避制御が完了した場合、車線維持制御に復帰する。その他、走行制御部１５は、車線維持制御の実行中に、運転者が方向指示器操作を行い、車線変更条件が満たされたと判定された場合には、車線維持制御より車線変更制御を優先して実行する。走行制御部１５は、運転者が方向指示器操作を解除（ウインカーをオフ状態に切替）して、車線変更制御がキャンセル（中断）された場合、車線維持制御に復帰する。

［走行制御装置の車線変更制御］
以下、本実施形態に係る走行制御装置１００の車線変更制御について図４を参照して説明する。図４は、走行制御装置１００の車線変更制御を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、運転者が方向指示器操作を行なった場合に実行される。

走行制御装置１００のＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、車線変更判定部１３により車線変更条件が満たされたか否かの判定を行う。車線変更判定部１３は、外部センサ１の検出結果及び障害物認識部１１による障害物の認識結果に基づいて車線変更条件が満たされるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、車線変更条件が満たされないと判定された場合（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。ＥＣＵ１０は、車線変更条件が満たされたと判定された場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。

Ｓ１２において、ＥＣＵ１０は、走行制御部１５により車線変更制御を実行する。走行制御部１５は、アクチュエータ４に制御信号を送信することにより、自車両Ｍの車線変更制御を実行する。ＥＣＵ１０は、車線変更制御を完了した場合、今回の処理を終了する。

［走行制御装置の衝突回避制御］
次に、本実施形態に係る走行制御装置１００の衝突回避制御について図５を参照して説明する。図５は、走行制御装置１００の衝突回避制御を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、自車両Ｍが走行中である場合に実行される。

走行制御装置１００のＥＣＵ１０は、Ｓ２０として、衝突回避判定部１４により衝突回避条件が満たされたか否かの判定を行う。衝突回避判定部１４は、障害物認識部１１による障害物の認識結果に基づいて衝突回避条件が満たされたか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、衝突回避条件が満たされないと判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、ＥＣＵ１０は、所定時間の経過後に再びＳ２０から処理を繰り返す。一方、ＥＣＵ１０は、衝突回避条件が満たされたと判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２２に移行する。

Ｓ２２において、ＥＣＵ１０は、走行制御部１５による車線変更制御が実行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１０は、車線変更制御が実行中ではない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｓ２４に移行する。ＥＣＵ１０は、車線変更制御が実行中である場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２６に移行する。

Ｓ２４において、ＥＣＵ１０は、走行制御部１５による衝突回避制御を実行する。走行制御部１５は、アクチュエータ４に制御信号を送信することにより衝突回避制御を実行する。その後、ＥＣＵ１０は、今回の処理を終了し、所定時間の経過後に再びＳ２０から処理を繰り返す。

Ｓ２６において、ＥＣＵ１０は、走行制御部１５による車線変更制御を中断して衝突回避制御を実行する。走行制御部１５は、アクチュエータ４に制御信号を送信することにより衝突回避制御を実行する。その後、ＥＣＵ１０は、今回の処理を終了し、所定時間の経過後に再びＳ２０から処理を繰り返す。

［走行制御装置の作用効果］
以上説明した本実施形態に係る走行制御装置１００によれば、車線変更制御の実行中に、衝突回避条件が満たされた場合には、車線変更制御を中断して衝突回避制御を優先的に実行することができる。従って、この走行制御装置１００によれば、車線変更制御と衝突回避制御の干渉が生じることを避けることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。例えば、走行制御装置１００は、必ずしも車線維持制御を実行する必要はない。

また、衝突回避判定部１４は、自車両が車線変更制御を実行中である場合の衝突回避条件と、自車両が車線変更制御を実行中ではない場合の衝突回避条件とを変更してもよい。例えば、衝突回避判定部１４は、自車両が車線変更制御を実行中ではない場合には、自車両の後方から接近する他車両等の障害物と自車両との距離が所定距離以下になったとしても衝突回避条件が満たされたと判定しない。衝突回避判定部１４は、自車両が車線変更制御を実行中である場合には、自車両の後方から接近する障害物と自車両との距離が所定距離以下になったとき、衝突回避条件が満たされたと判定する。自車両が車線変更制御を実行中に、自車両の後方から接近する他車両と自車両との距離が所定距離以下になったときとは、例えば、図３（ｂ）に示す状況である。

１…外部センサ、２…内部センサ、３…方向指示器検出部、４…アクチュエータ、１０…ＥＣＵ、１１…障害物認識部、１２…車両横位置認識部、１３…車線変更判定部、１４…衝突回避判定部、１５…走行制御部、１００…走行制御装置。

Claims (1)

1. 車両の走行する走行車線から隣接車線へ前記車両を車線変更させる車線変更制御を実行する走行制御装置であって、
   前記車両の周囲の障害物を認識する障害物認識部と、
   前記障害物認識部による前記障害物の認識結果に基づいて、予め設定された衝突回避条件が満たされたか否かを判定する衝突回避判定部と、
   前記衝突回避判定部により前記衝突回避条件が満たされたと判定された場合に、前記車両と前記障害物の衝突を回避する衝突回避制御を実行する走行制御部と、
   を備え、
   前記走行制御部は、前記車線変更制御の実行中に、前記衝突回避判定部により前記衝突回避条件が満たされたと判定された場合、前記車線変更制御を中断して前記衝突回避制御を実行する、走行制御装置。
   

Images