JP2018016189A - Speed control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、速度制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a speed control device.
従来、乗員に操作されることにより移動する移動体にかかる技術として、前方の移動体または後方の移動体との関係において自身の移動体の速度を決定する技術がある(例えば特許文献1、2、および3参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique related to a moving body that moves when operated by an occupant, there is a technique that determines the speed of its own moving body in relation to a front moving body or a rear moving body (for example,
前方の障害物との衝突を避けるために、自身の移動体を停止することが望まれる場合がある。しかしながら、他の移動体が後方に存在する場合において自身の移動体を急停止させると、後方の移動体に後突されるリスクがある。 In order to avoid a collision with a front obstacle, it may be desired to stop the moving body. However, there is a risk of being bumped back by the rear moving body if the moving body is stopped suddenly when another moving body is present rearward.
そこで、本発明の課題の一つは、後突のリスクを低減しつつ移動体を減速させることができる速度制御装置を提供することである。 Then, one of the subjects of this invention is providing the speed control apparatus which can decelerate a mobile body, reducing the risk of a rear collision.
本発明の実施形態にかかる速度制御装置は、一例として、移動体の前方の第1対象物と移動体の後方の第2対象物とを、移動体に設けられた検知装置からの入力情報に基づいて検知する検知部と、検知部によって検知された第1対象物に衝突しないために移動体の減速を行う減速制御を、速度を評価する第1項とジャークを評価する第2項とを含み、第1項と第2項との重み付けの比が調整可能な評価関数に基づいて実行する減速制御部と、検知部によって検知された第2対象物の状態に少なくとも基づいて比を調整する調整部と、を備えた。当該構成により、一例として、第2対象物が静止物でない場合であっても、その状態に基づいて急激な制動を行うか緩やかな制動を行うかが決定されるので、第2対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。 As an example, the speed control device according to the embodiment of the present invention uses the first object in front of the moving body and the second object behind the moving body as input information from the detection device provided in the moving body. A detection unit that detects the speed of the moving object so as not to collide with the first object detected by the detection unit, a first term that evaluates the speed, and a second term that evaluates the jerk. Including a deceleration control unit that is executed based on an evaluation function that can adjust a weighting ratio between the first term and the second term, and adjusts the ratio based at least on the state of the second object detected by the detection unit And an adjustment unit. According to the configuration, as an example, even when the second object is not a stationary object, it is determined whether to perform rapid braking or moderate braking based on the state. The risk of a collision can be reduced.
また、本発明の実施形態にかかる速度制御装置では、一例として、第2対象物の状態は移動体から第2対象物までの距離であり、調整部は、移動体から第2対象物までの距離が第1の距離である第1の場合、移動体から第1対象物までの距離が第1の場合における移動体から第1対象物までの距離と同一でありかつ移動体から第2対象物までの距離が第1の距離よりも長い第2の距離である第2の場合に比べて、第1項に対する第2項の重み付けが大きくなるように比を調整する。当該構成により、一例として、移動体から第2対象物までの距離が短い場合、移動体から第2対象物までの距離が長い場合に比べて、緩やかな制動によって移動体が減速されるので、第2対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。 In the speed control device according to the embodiment of the present invention, as an example, the state of the second object is the distance from the moving object to the second object, and the adjustment unit is configured to move from the moving object to the second object. In the first case where the distance is the first distance, the distance from the moving object to the first object is the same as the distance from the moving object to the first object in the first case, and from the moving object to the second object The ratio is adjusted so that the weighting of the second term relative to the first term is larger than in the second case where the distance to the object is the second distance that is longer than the first distance. By this configuration, as an example, when the distance from the moving object to the second object is short, the moving object is decelerated by gentle braking compared to when the distance from the moving object to the second object is long. It becomes possible to reduce the risk of rear collision due to the second object.
また、本発明の実施形態にかかる速度制御装置では、一例として、第2対象物の状態は第2対象物が移動体に近づく相対速度であり、調整部は、第2対象物が移動体に近づく相対速度が第1の速度である第1の場合、第1対象物が移動体に近づく相対速度が第1の場合における第1対象物が移動体に近づく相対速度と同一でありかつ第2対象物が移動体に近づく相対速度が第1の速度よりも遅い第2の速度である第2の場合に比べて、第1項に対する第2項の重み付けが大きくなるように比を調整する。当該構成により、一例として、第2対象物が移動体に近づく速度が速い場合、第2対象物が移動体に近づく速度が遅い場合に比べて、緩やかな制動によって移動体が減速されるので、第2対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。 Moreover, in the speed control apparatus according to the embodiment of the present invention, as an example, the state of the second object is a relative speed at which the second object approaches the moving body, and the adjustment unit is configured such that the second object becomes the moving body. In the first case where the approaching relative speed is the first speed, the relative speed at which the first object approaches the moving body is the same as the relative speed at which the first object approaches the moving body in the first case, and the second speed. The ratio is adjusted so that the weighting of the second term relative to the first term is larger than in the second case where the relative speed at which the object approaches the moving body is the second speed that is slower than the first speed. By this configuration, as an example, when the speed at which the second object approaches the moving body is fast, the moving body is decelerated by gentle braking compared to when the speed at which the second object approaches the moving body is slow. It becomes possible to reduce the risk of rear collision due to the second object.
また、本発明の実施形態にかかる速度制御装置では、一例として、検知部は、第2対象物が移動体に注意を向けているか否かを検知し、第2対象物の状態は、第2対象物が移動体に注意を向けているか否かであり、調整部は、第2対象物が移動体に注意を向けていない場合、第2対象物が移動体に注意を向けている場合に比べて、第1項に対する第2項の重み付けが大きくなるように比を調整する。当該構成により、一例として、第2対象物が移動体に注意を向けていない場合、第2対象物が移動体に注意を向けている場合に比べて、緩やかな制動によって移動体が減速されるので、第2対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。 In the speed control device according to the embodiment of the present invention, as an example, the detection unit detects whether or not the second object is paying attention to the moving object, and the state of the second object is the second value. Whether or not the object is paying attention to the moving object, and the adjustment unit is configured to be used when the second object is not paying attention to the moving object or the second object is paying attention to the moving object. In comparison, the ratio is adjusted so that the weighting of the second term relative to the first term is increased. With this configuration, as an example, when the second object is not paying attention to the moving object, the moving object is decelerated by gentle braking compared to when the second object is paying attention to the moving object. Therefore, it becomes possible to reduce the risk of a rear collision caused by the second object.
また、本発明の実施形態にかかる速度制御装置は、一例として、第2対象物に注意喚起を行うことができる注意喚起部をさらに備え、調整部は、注意喚起部によって第2対象物に注意喚起が行われない場合、注意喚起部によって第2対象物に注意喚起が行われる場合に比べて、第1項に対する第2項の重み付けが大きくなるように比を調整する。当該構成により、一例として、第2対象物に注意喚起を行わない場合、第2対象物に注意喚起を行う場合に比べて、緩やかな制動によって移動体が減速されるので、第2対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。 Moreover, the speed control apparatus according to the embodiment of the present invention further includes, as an example, a warning part that can call attention to the second object, and the adjustment part pays attention to the second object by the warning part. When the alerting is not performed, the ratio is adjusted so that the weighting of the second term relative to the first term is larger than when the alerting unit is alerted to the second object. According to this configuration, as an example, when not alerting the second object, the moving body is decelerated by gentle braking compared to when alerting the second object. It becomes possible to reduce the risk of rear collision.
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態にかかる速度制御装置を、図1および図2に示す車両1を例に挙げて説明する。図1は、第1実施形態の車両1の車室の一部が透視された状態の一例が示された斜視図である。図2は、第1実施形態の車両1の一例が示された平面図である。車両1は、乗員に操作されることにより移動する移動体の一例である。なお、本発明の各実施形態にかかる速度制御装置は、乗員に操作されることにより移動する任意の移動体に搭載することが可能である。車両1以外では、本発明の各実施形態にかかる速度制御装置は、例えば、電動車椅子またはパーソナルモビリティに搭載することが可能である。
<First Embodiment>
Hereinafter, a speed control device according to a first embodiment of the present invention will be described using the
本明細書においては説明の便宜上、図1における左上側および右下側をそれぞれ車両1の前方および後方とし、同じく右上側および左下側をそれぞれ車両1の右方および左方として説明する。図2においては、左側が車両1の前方に対応し、右側が車両1の後方に対応する。
In this specification, for convenience of explanation, the upper left side and the lower right side in FIG. 1 will be described as the front and rear of the
車両1は、図1,図2に例示されるように、例えば、四輪自動車であり、左右二つの前輪7Fと、左右二つの後輪7Rとを有する。これら4つの車輪7は、いずれも転舵可能に構成されうる。また、4つの車輪7のいずれを駆動輪にするかは、種々に設定可能である。4つの車輪7のいずれかには、図1,図2には不図示の車輪速センサ9が設けられている。車輪速センサ9が検出した車輪速度は、図1,図2には不図示のECU(electronic control unit)10に送られる。車輪速センサ9による回転速度の検出値は、ECU10において、車両1の速度の検出値に変換される。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the
また、図1に例示されるように、車体2は、不図示の乗員が乗車する車室2aを構成している。車室2a内には、乗員としての運転者の座席2bに臨む状態で、操作装置3が設けられている。操作装置3は、乗員に操作されるものであって、乗員が車両1の進行方向の指示および車両1の速度の指示を入力するためのものである。操作装置3は、一例として、加速操作部3a、操舵部3b、変速操作部3c、および制動操作部3dを含む。加速操作部3aは、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルであり、操舵部3bは、例えば、ダッシュボード6から突出したステアリングホイールであり、変速操作部3cは、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーであり、制動操作部3dは、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルである。なお、加速操作部3a、操舵部3b、変速操作部3c、および制動操作部3dは、これらに限定されない。
In addition, as illustrated in FIG. 1, the
運転者が加速操作部3aの可動部を操作すると、加速操作部3aの可動部の変位量は不図示の変位センサによって検出され、検出された変位量はECU10に送られる。加速操作部3aの可動部の変位量は、ECU10によって運転者が所望する速度(以降、所望速度)に変換され、図1,図2には不図示の駆動装置8の制御に使用される。
When the driver operates the movable portion of the
駆動装置8は、車両1に駆動力を与えたり車両1を減速したりするものであって、駆動源、変速機構、および制動機構を含む。駆動源は、例えば、内燃機関または電動機である。変速機構は、動力源が発生する動力を変換して車輪7に伝達する機構であり、例えば、連続可変トランスミッション(Continuously Variable Transmission、CVT)を含む。制動機構は、例えば、摩擦によって車輪速度を減速するブレーキ、または、運動エネルギーを電動機を用いて回収する回生ブレーキである。
The
運転者が操舵部3bを操作すると、操舵部3bの操作量は、不図示の舵角センサによって操舵情報として検出され、検出された操舵情報はECU10に送られる。ECU10による制御の元で、前輪7Fのタイヤ角が操舵情報に応じて転舵される。なお、後輪7Rが転舵されてもよい。
When the driver operates the
運転者が変速操作部3cを操作すると、変速操作部3cの可動部の位置は位置センサによって検出され、検出された位置はECU10に送られる。ECU10による制御の元で、駆動源から車輪7に伝達される動力を、変速操作部3cの可動部の位置に応じて変換する。
When the driver operates the speed
また、図1,図2に例示されるように、車体2には、前方検知装置4および後方検知装置5が設けられている。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, the
前方検知装置4は、車両1の前方に対象物がある場合に、その対象物の情報を被検知物情報として取得する。対象物は、車両1の走行の妨げとなり得るものであり、例えば、歩行者、自転車、自動車、静止物、転落場所、他の車両、などを含む。ここでは前方検知装置4は、一例として、4つのソナー4a〜4dによって構成され、4つのソナー4a〜4dは、車体2のフロントバンパー2cにおよそ等間隔に設置されている。ソナー4a〜4dは、ソナーセンサ、超音波探知器、または超音波ソナーとも称されうる。前方検知装置4は、車両1の前方を含む範囲に超音波を発射して、対象物からの反射波を受信することにより、前方検知装置4から対象物までの距離および対象物が存在する方角を被検知物情報として取得する。前方検知装置4は、例えば、第一所定時間毎に被検知物情報を取得する。前方検知装置4が取得した被検知物情報は、ECU10に送られる。
When there is an object in front of the
なお、前方検知装置4は、ソナー4a〜4d以外のセンサによって構成され得る。例えば、前方検知装置4は、3次元測域センサ(レーザーレンジスキャナー(3Dスキャナー))によって構成され得る。また、例えば、赤外光または可視光などを用いて周辺環境を撮像し、撮像された画像に基づいて対象物の情報を取得するカメラ、ミリ波レーダーまたはサブミリ波レーダーを用いて対象物の情報を取得するセンサ、車車間通信によって対象物の情報を取得する通信装置など、種々の装置によって前方検知装置4が構成され得る。また、上記の被検知物情報は、一例である。また、被検知物情報は上記以外の種類の情報によって構成され得る。第1実施形態では、被検知物情報から対象物の有無と対象物までの距離とが少なくとも導出可能であればよい。
In addition, the
後方検知装置5は、車両1の後方に対象物がある場合に、その対象物の情報を被検知物情報として取得する。前方検知装置4と同様に、後方検知装置5は、任意のセンサによって構成され得る。ここでは後方検知装置5は、一例として、4つのソナー5a〜5dによって構成され、4つのソナー5a〜5dは、リアバンパー2dにおよそ等間隔に設置されている。後方検知装置5は、後方検知装置5から対象物までの距離および対象物が存在する方角を被検知物情報として取得する。後方検知装置5は、例えば、第一所定時間毎に被検知物情報を取得する。後方検知装置5が取得した被検知物情報は、ECU10に出力される。
When there is an object behind the
なお、車両1が備える各種装置の構成または配置等は、一例であって、種々に設定(変更)することが可能である。
The configuration or arrangement of the various devices included in the
図3は、第1実施形態のECU10のハードウェア構成例を示す図である。図示するように、ECU10は、演算装置11、記憶装置12、および入出力装置13を備えている。演算装置11、記憶装置12、および入出力装置13は、バス14を介して相互に接続されている。演算装置11は、コンピュータプログラムを実行するものであり、例えばCPU(Central Processing Unit)である。記憶装置12は、コンピュータプログラムを予め記憶するものである。演算装置11は、記憶装置12が記憶するコンピュータプログラムを実行することによって、後述する各機能構成部を実現する。記憶装置12は、例えば、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)、またはこれらの組み合わせによって構成され得る。入出力装置13は、ECU10が他の装置との間で情報の入出力を行うためのインタフェース装置である。入出力装置13は、操作装置3、前方検知装置4、後方検知装置5、駆動装置8、および車輪速センサ9に接続されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the
図4は、第1実施形態のECU10の機能構成例を示す図である。ECU10は、機能構成部として、取得部15、駆動制御部16、および速度制限部17を備える。
FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
なお、ECU10が備える各機能構成部(取得部15、駆動制御部16、速度制限部17)、および、速度制限部17を構成する各機能構成部(後述する)、のうちの一部または全部は、ハードウェア回路、または、ソフトウェア(コンピュータプログラム)とハードウェア回路との組み合わせによって実現され得る。
Note that some or all of the functional components included in the ECU 10 (
取得部15は、操作装置3から出力された各種情報を取得するものである。取得部15は、特に、加速操作部3aの可動部の変位量を所望速度に変換する。また、取得部15は、操舵情報を取得する。取得部15は、所望速度および操舵情報を速度制限部17に入力する。取得部15は、所望速度にフィルタ、マップ、または関数を作用させるなどによって所望速度を加工してもよい。
The
速度制限部17は、車両1の前方に対象物が存在する場合に、車両1がその対象物に衝突しないように車両1を減速する制御(以降、減速制御)を実行するものである。車両1の前方に存在する、衝突防止対象の対象物を、前方対象物と表記する。
The speed limiting unit 17 performs control (hereinafter referred to as deceleration control) for decelerating the
ここで、減速制御のアルゴリズムを説明する。 Here, the algorithm of the deceleration control will be described.
アルゴリズムは、速度を含む評価関数を最適化する最適化問題を解くことによって、減速制御のための車両1の目標速度(以降、制限速度)を求める。ここでは一例として、評価関数は、コストを示すものであり、アルゴリズムは、評価関数を最小化する速度を演算する。評価関数に含まれる速度は、実際には時刻の関数になっており、アルゴリズムは、最適化問題の解(最適解)として、評価区間における速度の時間変化を得る。以降、最適解として得られる速度の時間変化を、速度曲線と表記する。
The algorithm finds a target speed (hereinafter, speed limit) of the
アルゴリズムは、前方対象物が検知されて減速制御を開始する時点を初期時刻(t=0)とし、初期時刻から前方対象物に到達(衝突)するまでの時間である到達予測時間Tfを演算する。一例では、アルゴリズムは、t=0での車両1から前方対象物までの距離を、t=0での車両1の速度で除算することによって、Tfを演算する。アルゴリズムは、t=0からt=Tfまでの区間を評価区間に設定する。
The algorithm calculates the arrival prediction time Tf, which is the time from the initial time until reaching the front object (collision), with the time when the front object is detected and deceleration control is started as the initial time (t = 0). . In one example, the algorithm computes Tf by dividing the distance from the
評価関数は、速度を評価する項とジャークを評価する項と、を含み、かつ、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比が調整可能に、少なくとも構成されている。 The evaluation function includes a term for evaluating speed and a term for evaluating jerk, and is configured at least so that the weighting ratio between the term for evaluating the speed and the term for evaluating jerk can be adjusted.
一例では、評価関数は、下記の式(1)のように示されるものである。xは、速度vと加速度aとからなる状態変数であり、例えば下記の式(2)のように表記される。uはジャークである。
式(1)において、Qは、速度を評価する項の重み付け係数に該当し、Rは、ジャークを評価する項の重み付け係数に該当する。式(1)によれば、QおよびRの調整によって、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比が調整可能である。なお、式(1)の例では、Qを含む項は、速度とともに加速度を評価する項であり、Qは、加速度を評価する項の重み付け係数としても機能する。評価関数は、加速度を評価する項を含んでいなくてもよい。また、評価関数は、加速度を評価する項を、速度を評価する項とは別の項として含んでいてもよい。また、評価関数は、加速度を評価する項を速度を評価する項とは別の項として含み、加速度を評価する項は、QおよびRと異なる重み付け係数によって重み付けがなされてもよい。また、評価関数は、速度、ジャーク、加速度の他の、任意のパラメータを評価する項を含んでいてもよい。 In Expression (1), Q corresponds to a weighting coefficient of a term for evaluating speed, and R corresponds to a weighting coefficient of a term for evaluating jerk. According to the equation (1), by adjusting Q and R, the weight ratio between the term for evaluating the speed and the term for evaluating the jerk can be adjusted. In the example of Expression (1), a term including Q is a term for evaluating acceleration together with speed, and Q also functions as a weighting coefficient for a term for evaluating acceleration. The evaluation function may not include a term for evaluating acceleration. The evaluation function may include a term for evaluating acceleration as a term different from a term for evaluating speed. The evaluation function may include a term for evaluating acceleration as a term different from a term for evaluating speed, and the term for evaluating acceleration may be weighted by a weighting coefficient different from Q and R. The evaluation function may include a term for evaluating an arbitrary parameter other than speed, jerk, and acceleration.
アルゴリズムは、速度vの初期値をt=0の時点での車両1の速度v0とし、加速度aの初期値をt=0の時点での車両1の加速度a0とする初期条件と、速度vおよび加速度aの終端値(即ちt=Tfの時点での各値)を0とする終端条件と、下記の式(3)の状態方程式と、を最適化問題の拘束条件とする。
アルゴリズムは、上記の拘束条件を用いて式(1)の評価関数を最小とする最適化問題を解くことによって、t=Tfの時点で車両1が停止しているための速度曲線を得ることができる。上記の初期条件および終端条件は、車両1が前方対象物に衝突しない速度曲線を得るために設けられた拘束条件の一例である。拘束条件は、車両1が前方対象物に衝突しない速度曲線を得るためのものであればよく、拘束条件に対し、任意の条件の追加、削除、変更が可能である。
The algorithm can obtain a speed curve for stopping the
速度曲線の特性は、QとRとの比に応じて異なる。例えばQ:R=1:1の場合、図5に示す速度曲線が得られる。図6は、図5の速度曲線に対応する加速度の時間変化を示すグラフである。また、Q:R=10:1の場合、図7に示す速度曲線が得られる。図8は、図7の速度曲線に対応する加速度の時間変化を示すグラフである。図5〜図8に示されるように、Qに対するRの比が大きい場合、Qに対するRの比が小さい場合に比べ、加速度の時間変化が緩やかであり、緩やかな制動によって車両1を停止することができる。別の視点では、Qに対するRが小さい場合、Qに対するRが大きい場合に比べ、加速度の時間変化が急峻であり、車両1を急停止することができる。Rに対してQが大きければ大きいほど、より急激な制動が実現し、Qに対してRが大きければ大きいほど、より緩やかな制動が実現する。
The characteristics of the speed curve vary depending on the ratio of Q and R. For example, when Q: R = 1: 1, the velocity curve shown in FIG. 5 is obtained. FIG. 6 is a graph showing a change in acceleration with time corresponding to the velocity curve of FIG. When Q: R = 10: 1, the speed curve shown in FIG. 7 is obtained. FIG. 8 is a graph showing a change in acceleration with time corresponding to the velocity curve of FIG. As shown in FIGS. 5 to 8, when the ratio of R to Q is large, the time change of the acceleration is gentler than when the ratio of R to Q is small, and the
第1実施形態では、アルゴリズムは、車両1から前方対象物までの距離(以降、前方距離)と、車両1から後方の対象物(以降、後方対象物)までの距離(以降、後方距離)と、に基づいてQとRとを演算する。
In the first embodiment, the algorithm includes a distance from the
具体的には、アルゴリズムは、他の条件(少なくとも前方距離)が同じである場合において、後方距離が短い場合、後方距離が長い場合に比べ、Qに対するRの比がより大きくなるように、QおよびRを演算する。後方対象物が例えば歩行者、自転車、自動車などのような別の移動体であって、後方対象物が車両1の近い位置を移動中である場合において、車両1が急停止すると、後方対象物は車両1の急停止に対応することができずに車両1に後突する可能性がある。第1実施形態では、後方距離が短い場合、アルゴリズムによって緩やかな制動が実現するので、後方対象物による後突のリスクを低減することができる。また、急激な制動が抑制されることによって、乗員が姿勢を崩すことを防止することができる。即ち、乗り心地が向上する。
Specifically, in the case where the other conditions (at least the forward distance) are the same, the algorithm determines that the ratio of R to Q is larger when the backward distance is short than when the backward distance is long. And R are calculated. When the rear object is another moving body such as a pedestrian, a bicycle, a car, etc., and the rear object is moving near the position of the
また、アルゴリズムは、他の条件(少なくとも後方距離)が同じである場合において、前方距離が短い場合、前方距離が長い場合に比べ、Qに対するRの比がより小さくなるように、QおよびRを調整する。これにより、急激な制動を実現し、その結果、車両1が前方対象物のより手前で停止することができる。即ち、前方対象物への衝突のリスクをより低減することができる。
In addition, when the other conditions (at least the rear distance) are the same, the algorithm calculates Q and R so that the ratio of R to Q is smaller when the front distance is short than when the front distance is long. adjust. Thereby, rapid braking is realized, and as a result, the
一例では、アルゴリズムは、下記の式(4)および式(5)を用いてQおよびRを演算する。ただし、Dfrontは前方距離であり、Dbackは後方距離である。DfrontおよびDbackはそれぞれ正の実数としている。
なお、式(4)および式(5)は、前方距離と後方距離とに基づくQとRの演算方法の一例であり、QとRの演算方法はこれに限定されない。アルゴリズムは、後方距離のみに基づいてQとRとを演算してもよい。また、アルゴリズムは、Qを例えば1に固定し、Rのみを調整してもよい。また、アルゴリズムは、Rを例えば1に固定し、Qのみを調整してもよい。 In addition, Formula (4) and Formula (5) are an example of the calculation method of Q and R based on the front distance and the back distance, and the calculation method of Q and R is not limited to this. The algorithm may calculate Q and R based only on the backward distance. Further, the algorithm may adjust Q only by fixing Q to 1, for example. Further, the algorithm may fix R to, for example, 1 and adjust only Q.
なお、ある時点において得られた解に従って時刻がTfに至るまで速度制御された場合、時刻がTfに至るまでに発生する外乱に対応できない。そこで、アルゴリズムは、所定の制御周期で(例えば第一所定時間毎に)最適解の更新を行い、各更新時点を常に初期時刻として減速制御を行う。アルゴリズムは、最適解の更新の際には、Tf、Q、R、拘束条件などをその都度更新し、更新された各情報を用いて最適化問題を解く。アルゴリズムは、速度曲線を刻々と更新し、最新の速度曲線が示す速度を制限速度とする。これにより、状況(第1実施形態では例えば前方距離または後方距離)が刻々と変化する場合においても、変化した状況に応じてTf、Q、R、拘束条件が更新され、それに応じて、得られる速度曲線も更新されるので、ロバストな減速制御が実現する。 Note that when the speed is controlled until the time reaches Tf according to the solution obtained at a certain time, it is not possible to deal with the disturbance that occurs until the time reaches Tf. Therefore, the algorithm updates the optimal solution in a predetermined control cycle (for example, every first predetermined time), and performs deceleration control with each update time as the initial time. When updating the optimal solution, the algorithm updates Tf, Q, R, constraint conditions, etc. each time, and solves the optimization problem using each updated information. The algorithm updates the speed curve every moment and sets the speed indicated by the latest speed curve as the speed limit. Thereby, even when the situation (for example, the front distance or the rear distance in the first embodiment) changes every moment, Tf, Q, R, and the constraint conditions are updated according to the changed situation, and are obtained accordingly. Since the speed curve is also updated, robust deceleration control is realized.
なお、所望速度と制限速度とで、向き情報が同じであってもよいし、異なっていてもよい。ここでは、アルゴリズムは、制限速度の大きさを演算し、制限速度の向き情報は所望速度から変更しないこととする。 The direction information may be the same or different between the desired speed and the speed limit. Here, the algorithm calculates the magnitude of the speed limit, and the direction information of the speed limit is not changed from the desired speed.
図4に説明を戻す。速度制限部17は、進路予測部171、検知部172、制御切り替え部173、および減速制御部174を備える。
Returning to FIG. The speed limiting unit 17 includes a
ここでは一例として、速度制限部17は、車両1の前方の対象物のうちの車両1の進路上の対象物に衝突しないように車両1を減速させる、として説明する。即ち、速度制限部17は、車両1の前方の対象物のうちの車両1の進路上の対象物を、前方対象物として特定する。また、速度制限部17は、車両1から前方対象物までの進路上の距離を、前方距離とする。
Here, as an example, the speed limiting unit 17 will be described as decelerating the
進路予測部171は、進路を予測するものである。進路予測部171は、取得部15によって取得された所望速度および操舵情報に基づいて、車両1の進路(予測進路)を演算する。例えば、進路予測部171は、所望速度および操舵情報から、実験またはシミュレーションなどにより予め導出された関数に基づいて、進路を演算する。なお、進路の予測方法はこれに限定されない。例えば、進路予測部171は、単に、前方真正面に直線軌跡を設定し、その直線軌跡を進路としてもよい。進路予測部171は、所望速度以外の情報に基づいて車両1の進路を演算してもよい。
The
検知部172は、前方検知装置4からの入力情報に基づいて進路上の対象物(即ち前方対象物)を検知したり、後方検知装置5からの入力情報に基づいて後方対象物を検知したりするものである。例えば、検知部172は、進路予測部171によって予測された進路と、前方検知装置4からの被検知物情報とを重ね合わせ、進路上に対象物があるか否かを判断する。進路上に対象物があると判断した場合、検知部172は、その対象物を前方対象物として検知(特定)する。また、検知部172は、後方に対象物があるか否かを後方検知装置5からの被検知物情報に基づいて判断する。後方に対象物があると判断した場合、検知部172は、その対象物を後方対象物として検知(特定)する。
The detection unit 172 detects an object on the course (that is, a front object) based on input information from the
なお、前方対象物の特定方法は、上記の方法だけに限定されない。例えば、速度制限部17が、例えば検知範囲内の最も近い対象物を前方対象物として特定するなど、進路に基づかない方法で前方対象物を特定してもよい。その場合には、進路予測部171は省略可能である。なお、前方対象物が検知される距離範囲、角度範囲は、任意に設定可能である。
In addition, the identification method of a front target object is not limited only to said method. For example, the speed limiter 17 may specify the front object by a method that is not based on the course, for example, by specifying the closest object in the detection range as the front object. In that case, the
また、後方対象物の特定方法は、上記の方法だけに限定されない。例えば、検知部172は、後方の所定の角度範囲内に存在する対象物を、後方対象物として特定する。後方対象物が検知される距離範囲、角度範囲は、任意に設定可能である。 Moreover, the identification method of a back object is not limited only to said method. For example, the detection unit 172 identifies an object existing within a predetermined angle range behind as the rear object. The distance range and angle range in which the rear object is detected can be arbitrarily set.
制御切り替え部173は、少なくとも、所望速度に従って車両1を制御する通常制御と、上述したアルゴリズムに基づく減速制御と、の間で制御の切り替えを行うものである。ここでは、制御切り替え部173は、通常制御と、減速制御と、緊急停止制御と、の間で制御の切り替えを行うこととする。緊急停止制御は、最大の制動能力を用いて車両1を停止する制御である。切り替えのための判断基準は、特定の基準に限定されない。
The
ここでは、制御切り替え部173は、検知部172によって前方対象物が検知されていない場合、通常制御を選択する。即ち、速度制限部17は、取得部15から取得された所望速度を、そのまま駆動制御部16に入力する。
Here, the
検知部172によって前方対象物が検知された場合、制御切り替え部173は、減速制御と緊急停止制御とのうちのいずれの制御を行うかを判断する。具体的には、制御切り替え部173は、まず、前方距離を演算する。そして、制御切り替え部173は、前方距離と制動限界距離とを比較する。制動限界距離は、最大の制動能力を用いて車両1を停止する場合に必要とされる距離である。制動限界距離は、固定値として予め設定されてもよいし、速度などに応じて可変に構成されてもよい。前方距離が制動限界距離より長い場合、制御切り替え部173は、減速制御を選択する。即ち、制御切り替え部173は、減速制御部174に減速制御を実行させる。
When the front object is detected by the detection unit 172, the
前方距離が制動限界距離より短い場合、制御切り替え部173は、緊急停止制御を選択する。具体的には、制御切り替え部173は、停止指示を駆動制御部16に出力する。停止指示は、最大の制動能力を用いて車両1を停止する指示である。
When the forward distance is shorter than the braking limit distance, the
なお、緊急停止制御は、選択肢に含まれていなくてもよい。また、より単純に、制御切り替え部173は、制動限界距離よりも大きい判定しきい値が設定され、前方距離が判定しきい値よりも大きい場合に通常制御を選択し、前方距離が判定しきい値よりも小さい場合に減速制御を選択してもよい。判定しきい値は、固定値として予め設定されてもよいし、速度などに応じて可変に構成されてもよい。このように、通常制御から減速制御に切り替えるための条件は、任意に設定され得る。
The emergency stop control may not be included in the options. Further, more simply, the
減速制御部174は、上述したアルゴリズムに従って減速制御を行うものである。減速制御部174は、速度を評価する項とジャークを評価する項と、を含み、かつ、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比が調整可能な評価関数(ここでは一例として式(1)の評価関数)に基づいて、減速制御を行う。減速制御部174は、車輪速センサ9からの入力情報に基づいて、初期条件に設定される速度v0および加速度a0を取得する。減速制御部174は、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比を調整する調整部175を備えている。ここでは、調整部175は、前方距離および後方距離を演算し、演算によって得られた各距離を式(4)および式(5)に適用することによって、速度を評価する項の重み付け係数Qとジャークを評価する項の重み付け係数であるRをそれぞれ演算する。減速制御部174は、調整部175によって演算されたQおよびRを評価関数に適用し、その評価関数を用いて制限速度を演算する。減速制御部174は、制限速度を逐次演算し、演算された制限速度を順次、駆動制御部16に出力する。
The deceleration control unit 174 performs deceleration control according to the algorithm described above. The deceleration control unit 174 includes a term for evaluating the speed and a term for evaluating the jerk, and an evaluation function (in this example, the weighting ratio of the term for evaluating the speed and the term for evaluating the jerk can be adjusted. Based on the evaluation function of equation (1), the deceleration control is performed. Based on the input information from the
なお、評価関数の最適化のための計算機的な手法としては任意の手法が採用可能である。評価関数の最適化のための計算機的な手法として、数値解析など既存の手法が採用可能であるし、今後開発される任意の手法が採用可能である。また、減速制御部174は、必ずしも「最適な」解を演算しなくてもよい。減速制御部174は、評価関数ができるだけ小さくなるような速度曲線を演算するように構成されてもよい。評価関数をどの程度小さくするかは、例えば、計算にかかる時間などを考慮して決められる。 An arbitrary method can be adopted as a computer method for optimizing the evaluation function. As a computerized method for optimizing the evaluation function, an existing method such as numerical analysis can be used, and any method developed in the future can be used. Further, the deceleration control unit 174 does not necessarily have to calculate an “optimal” solution. The deceleration control unit 174 may be configured to calculate a speed curve that makes the evaluation function as small as possible. The degree to which the evaluation function is reduced is determined in consideration of, for example, the time required for calculation.
駆動制御部16は、入力された速度(所望速度または制限速度)に基づいて駆動装置8を駆動するための制御指令を演算するものである。駆動制御部16は、車両1が入力された速度で移動するように、制御指令を演算する。一例では、駆動制御部16は、車輪7の目標回転速度の大きさが、入力された速度の大きさに比例するように、制御指令を演算する。入力される速度と、制御指令との関係は、予め実験などにより実測されて導出されている。制御指令は、駆動源の駆動力を調整するものであってよいし、変速機構を制御するものであってもよいし、制動機構を制御するものであってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。
The
また、駆動制御部16は、停止指示が入力されると、各車輪7を最大の制動能力で停止させるための制御指令を演算する。
In addition, when a stop instruction is input, the
なお、駆動制御部16は、補償制御を行ってもよいし、補償制御を行わなくてもよい。例えば、駆動制御部16は、車輪速センサ9の検出値に基づいて車両1の速度の検出値を演算し、演算された車両1の速度の検出値を制御指令の演算にフィードバックする。
The
続いて、第1実施形態の速度制御を説明する。図9は、第1実施形態の速度制御の手順の一例を示すフローチャートである。図9の処理は、所定の制御周期で(例えば第一所定時間毎に)実行される。即ち、S1からS7、S8、またはS9に至る一連の処理は、所定の制御周期でループせしめられる。 Subsequently, the speed control of the first embodiment will be described. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a speed control procedure according to the first embodiment. The process of FIG. 9 is executed at a predetermined control cycle (for example, every first predetermined time). That is, a series of processing from S1 to S7, S8, or S9 is looped at a predetermined control cycle.
まず、進路予測部171は、取得部15から所望速度および操舵情報を受け付けて、受け付けた所望速度に基づいて進路を予測する(S1)。続いて、検知部172は、前方検知装置4および後方検知装置5から被検知物情報を受け付けて、進路予測部171によって予測された進路を受け付けて、受け付けた各情報に基づき、前方対象物および後方対象物の検知を行う(S2)。
First, the
制御切り替え部173は、検知部172によって前方対象物が検知されたか否かを判断する(S3)。検知部172によって前方対象物が検知されたと判断した場合(S3:Yes)、即ち前方対象物が存在する場合、制御切り替え部173は、前方距離を演算し、前方距離が制動限界距離よりも大きいか否かを判断する(S4)。例えば、制御切り替え部173は、進路予測部171によって予測された進路と、前方検知装置4からの被検知物情報とに基づいて前方距離を演算する。
The
制御切り替え部173によって前方距離が制動限界距離よりも大きいと判断された場合(S4:Yes)、減速制御部174は、制限速度を演算する(S5)。
When the
図10は、第1実施形態の制限速度の演算手順の一例を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a speed limit calculation procedure according to the first embodiment.
図10において、まず、調整部175は、前方距離および後方距離を取得する(S101)。調整部175は、取得した各距離を式(4)および式(5)に適用することによってQおよびRを演算し、演算されたQおよびRを式(1)の評価関数に設定する(S102)。 In FIG. 10, first, the adjustment unit 175 acquires the front distance and the rear distance (S101). The adjustment unit 175 calculates Q and R by applying the acquired distances to the expressions (4) and (5), and sets the calculated Q and R as the evaluation function of the expression (1) (S102). ).
なお、後方対象物がなく、検知部172によって後方対象物を検知できなかった場合、一例では、調整部175は、S102の処理において、所定の大きな値を後方距離として使用する。所定の大きな値とは、例えば、後方検知装置5によって被検知物を検出できる最大距離である。
In addition, when there is no rear object and the detection unit 172 cannot detect the rear object, in one example, the adjustment unit 175 uses a predetermined large value as the rear distance in the process of S102. The predetermined large value is, for example, the maximum distance at which the object to be detected can be detected by the
減速制御部174は、現在の速度v0を取得する(S103)。例えば、減速制御部174は、車輪速センサ9による検出値を取得し、取得した各検出値から、車両1の速度を演算する。そして、減速制御部174は、演算された車両1の速度を現在の速度v0とする。減速制御部174は、前方距離および現在の速度v0に基づいて、到達予測時間Tfを演算する(S104)。減速制御部174は、現在の加速度a0を演算する(S105)。一例では、減速制御部174は、前回の制御周期にて取得した速度v0を記憶し、当該記憶している速度v0と今回の制御周期にて取得した速度v0とに基づいて現在の加速度a0を演算する。
The deceleration control unit 174 acquires the current speed v0 (S103). For example, the deceleration control unit 174 acquires a detection value by the
減速制御部174は、現在時刻を初期時刻(t=0)に設定し(S106)、t=0において速度v=v0、加速度a=a0とする初期条件を設定する(S107)。また、減速制御部174は、t=Tfにおいて速度v=0、加速度a=0とする終端条件を設定する(S108)。そして、減速制御部174は、初期条件、終端条件、および式(3)の状態方程式を拘束条件として式(1)の評価関数をt=0〜Tfの評価区間で最小化する速度曲線を演算する(S109)。減速制御部174は、演算された最新の速度曲線に基づいて制限速度を演算し(S110)、処理がリターンされる。 The deceleration control unit 174 sets the current time to the initial time (t = 0) (S106), and sets initial conditions for speed v = v0 and acceleration a = a0 at t = 0 (S107). Further, the deceleration control unit 174 sets a termination condition in which speed v = 0 and acceleration a = 0 at t = Tf (S108). Then, the deceleration control unit 174 calculates a speed curve that minimizes the evaluation function of the equation (1) in the evaluation interval of t = 0 to Tf using the initial condition, the termination condition, and the state equation of the equation (3) as constraint conditions. (S109). The deceleration control unit 174 calculates a speed limit based on the calculated latest speed curve (S110), and the process is returned.
図9に説明を戻す。S5の処理によって制限速度が演算されると、制御切り替え部173は、所望速度は制限速度より大きいか否かを判断する(S6)。制御切り替え部173は、所望速度が制限速度より大きいと判断した場合(S6:Yes)、制限速度を駆動制御部16に出力し(S7)、現在の制御周期が終了する。即ち、次の制御周期で処理がS1に戻る。
Returning to FIG. When the speed limit is calculated by the process of S5, the
制御切り替え部173は、S3の処理において、検知部172によって前方対象物が検知されていないと判断された場合(S3:No)、または、S6の処理において、所望速度が制限速度より大きくないと判断した場合(S6:No)、所望速度を駆動制御部16に出力し(S8)、現在の制御周期が終了する。
In the process of S3, the
また、S4の処理において、制御切り替え部173は、前方距離が制動限界距離よりも大きくないと判断した場合(S4:No)、停止指示を駆動制御部16に出力し(S9)、現在の制御周期が終了する。
In the process of S4, when the
以上述べたように、第1実施形態によれば、ECU10は、速度を評価する項とジャークを評価する項と、を含み、かつ、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比が調整可能な評価関数に基づいて減速制御を実行する。ECU10は、後方対象物との間の距離が短い場合、後方対象物との間の距離が長い場合に比べ、速度を評価する項に対するジャークを評価する項の重み付けが大きくなるように、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比を調整する。これにより、後方対象物との間の距離が短い場合、緩やかな制動が実現し、その結果、後方対象物が歩行者、自転車、自動車などのような移動体であったとしても、後方対象物による後突のリスクを低減することができる。また、急激な制動が抑制されることによって、乗員が姿勢を崩すことを防止することができる。即ち、乗り心地が向上する。
As described above, according to the first embodiment, the
なお、実施形態では、取得部15および速度制限部17が扱う速度(所望速度、制限速度、速度曲線など)は、車両1の速度であるとして説明した。取得部15および速度制限部17が扱う速度は、車両1の速度に対応するものであれば、必ずしも車両1の速度でなくてもよい。取得部15および速度制限部17が扱う速度は、任意の単位で表現され得るし、車両1の速度に変換可能な任意の量で表現され得る。一例では、取得部15および速度制限部17が扱う速度は、車両1の速度と比例関係がある任意の量で表現され得る。
In the embodiment, the speed (desired speed, speed limit, speed curve, etc.) handled by the
また、実施形態では、通常制御においては、駆動制御部16に所望速度が入力される、として説明した。通常制御における制御指令は、所望速度以外の量に基づいて演算され得る。例えば、通常制御においては、加速操作部3aの可動部の変位量が駆動制御部16に入力され、駆動制御部16は、入力された変位量に応じたトルクが駆動輪に伝達されるように制御指令を演算してもよい。
In the embodiment, it has been described that a desired speed is input to the
<第2実施形態>
第2実施形態の速度制御装置が適用されたECU10においては、制限速度の演算において、調整部175によるQおよびRの調整方法が第1実施形態と異なる。第1実施形態と共通する構成および手順については、説明を省略する。
Second Embodiment
In the
第2実施形態によれば、調整部175は、前方対象物の車両1に対する相対速度(以降、前方相対速度)と、後方対象物の車両1に対する相対速度(以降、後方相対速度)と、に基づいて、QとRとの比を調整する。ここでは、各相対速度に関し、車両1に近づく方向を正の方向とする。即ち、前方相対速度は、前方対象物が車両1に近づく相対速度である。また、後方相対速度は、後方対象物が車両1に近づく相対速度である。
According to the second embodiment, the adjustment unit 175 includes a relative speed of the front object with respect to the vehicle 1 (hereinafter referred to as front relative speed) and a relative speed of the rear object with respect to the vehicle 1 (hereinafter referred to as rear relative speed). Based on this, the ratio between Q and R is adjusted. Here, regarding each relative speed, the direction approaching the
具体的には、調整部175は、他の条件(少なくとも前方相対速度)が同じである場合において、後方相対速度が速い場合、後方相対速度が遅い場合に比べて、Qに対するRの比がより大きくなるように、QおよびRを演算する。これにより、後方対象物が速い速度で車両1に接近する場合、緩やかな制動によって車両1が減速されるので、後方対象物による後突のリスクを低減することができる。また、急激な制動が抑制されることによって、乗員が姿勢を崩すことを防止することができる。即ち、乗り心地が向上する。
Specifically, in the case where the other conditions (at least the front relative speed) are the same, the adjustment unit 175 has a higher ratio of R to Q when the rear relative speed is higher than when the rear relative speed is low. Q and R are calculated so as to increase. Thereby, when the rear object approaches the
また、調整部175は、他の条件(少なくとも後方相対速度)が同じである場合において、前方相対速度が速い場合、前方相対速度が遅い場合に比べて、Qに対するRの比がより小さくなるように、QおよびRを演算する。これにより、前方対象物が速い速度で車両1に接近する場合、急激な制動によって車両1が減速されるので、車両1が前方対象物に衝突するリスクをより低減することができる。
Further, in the case where the other conditions (at least the rear relative speed) are the same, the adjusting unit 175 causes the ratio of R to Q to be smaller when the front relative speed is high than when the front relative speed is low. Q and R are calculated. Thereby, when the front object approaches the
一例では、調整部175は、下記の式(6)および式(7)を用いてQおよびRを演算する。ただし、Vfrontは前方相対速度であり、Vbackは後方相対速度である。ただし、VfrontおよびVbackは正の実数とする。
なお、式(6)および式(7)は、前方相対速度と後方相対速度とに基づくQとRの演算方法の一例であり、QとRの演算方法はこれに限定されない。アルゴリズムは、後方相対速度のみに基づいてQとRとを演算してもよい。 Equations (6) and (7) are examples of Q and R calculation methods based on the front relative speed and the rear relative speed, and the Q and R calculation methods are not limited to this. The algorithm may calculate Q and R based only on the backward relative speed.
図11は、第2実施形態の制限速度の演算手順の一例を示すフローチャートである。 FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a speed limit calculation procedure according to the second embodiment.
図11において、まず、調整部175は、前方相対速度および後方相対速度を取得する(S201)。調整部175は、例えば、前方距離および後方距離を制御周期毎に取得し、前回の制御周期にて取得した前方距離および後方距離を記憶する。また、調整部175は、現在の速度(現在の車両1の速度)を取得する。そして、調整部175は、記憶している前回の制御周期の前方距離および後方距離と今回の制御周期にて取得した前方距離および後方距離と取得した現在の速度から、前方相対速度および後方相対速度を演算する。なお、各相対速度の取得方法は、これに限定されない。 In FIG. 11, first, the adjustment unit 175 acquires the front relative speed and the rear relative speed (S201). For example, the adjustment unit 175 acquires the front distance and the rear distance for each control period, and stores the front distance and the rear distance acquired in the previous control period. In addition, the adjustment unit 175 acquires the current speed (the current speed of the vehicle 1). Then, the adjusting unit 175 stores the forward relative speed and the backward relative speed from the stored forward distance and backward distance of the previous control period, the forward distance and backward distance acquired in the current control period, and the acquired current speed. Is calculated. In addition, the acquisition method of each relative speed is not limited to this.
続いて、調整部175は、取得した各相対速度を式(6)および式(7)に適用することによってQおよびRを演算し、演算されたQおよびRを式(1)の評価関数に設定する(S202)。 Subsequently, the adjustment unit 175 calculates Q and R by applying the acquired relative speeds to the equations (6) and (7), and uses the calculated Q and R as the evaluation function of the equation (1). Set (S202).
なお、後方対象物がなく、検知部172によって後方対象物が検知されなかった場合、一例では、調整部175は、S202の処理において、例えば所定の小さな値を後方距離として使用する。 When there is no rear object and no rear object is detected by the detection unit 172, for example, the adjustment unit 175 uses, for example, a predetermined small value as the rear distance in the process of S202.
その後、S203〜S210において、S103〜S110とそれぞれ同じ処理が実行され、処理がリターンされる。 Thereafter, in S203 to S210, the same processing as that in S103 to S110 is executed, and the processing is returned.
このように、第2実施形態によれば、ECU10は、後方対象物が車両1に近づく相対速度が速い場合、後方対象物が車両1に近づく相対速度が遅い場合に比べて、速度を評価する項に対するジャークを評価する項の重み付けが大きくなるように、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比を調整する。これにより、後方対象物が車両1に近づく相対速度が速い場合、後方対象物が車両1に近づく相対速度が遅い場合に比べて、緩やかな制動によって移動体が減速されるので、後方対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。さらに、急激な制動が抑制されることによって、乗員が姿勢を崩すことを防止することができる。即ち、乗り心地が向上する。
Thus, according to the second embodiment, the
<第3実施形態>
第3実施形態の速度制御装置が適用されたECU10においては、主に、検知部172の処理と、調整部175によるQおよびRの調整方法とが、第1実施形態と異なる。第1実施形態と共通する構成および手順については、説明を省略する。
<Third Embodiment>
In the
第3実施形態においては、検知部172は、後方対象物が車両1に注意を払っているか否かを検知する。後方対象物は例えば人であり、より具体的には、歩行者、自転車を操縦している人、または自動車を操縦している人である。
In the third embodiment, the detection unit 172 detects whether or not the rear object is paying attention to the
後方対象物が車両1に注意を払っているか否かの判断基準は、特定の基準に限定されない。一例では、後方検知装置5は、例えば赤外光または可視光などを用いて後方を撮像するカメラを含み、当該カメラは、撮像した画像をECU10に入力する。検知部172は、撮像された画像に人が写っている場合には、画像解析により、その人が車両1に注意を払っているか否かを判断する。例えば、検知部172は、撮像された画像から人の顔を特定し、特定された顔が車両1の方を向いているか否かを判断する。検知部172は、顔が車両1の方を向いていると判断した場合には、後方対象物が車両1に注意を払っていると判断する。検知部172は、顔が車両1の方を向いていないと判断した場合には、後方対象物が車両1に注意を払っていないと判断する。
The criterion for determining whether or not the rear object is paying attention to the
別の例では、検知部172は、後方距離または後方相対速度に基づいて後方対象物が車両1に注意を払っているか否かを判断する。例えば後方対象物が速い相対速度で車両1に接近し、後方距離が所定距離を下回っても後方対象物が速度を落とさない場合に、検知部172は、後方対象物が車両1に注意を払っていないと判断する。
In another example, the detection unit 172 determines whether the rear object is paying attention to the
別の例では、検知部172は、後方対象物の減速度に基づいて後方対象物が車両1に注意を払っているか否かを判断する。後方対象物が車両1に注意を払っている場合、車両1が減速制御により減速すると、後方対象物は車両1の減速に気づき、速度を落とすと考えられる。一方、後方対象物が車両1に注意を払っていない場合、車両1が減速制御により減速しても、後方対象物は車両1の減速に気づかないので、速度を落とさないと考えられる。検知部172は、このような関係に基づいて、後方対象物が車両1に注意を払っているか否かを判断する。例えば、検知部172は、下記の式(8)が満たされているか否かを判定する。ただし、DECは車両1の減速度であり、DECbackは車両1の後方対象物に対する相対的な減速度である。DECbackは、例えば、後方相対速度の変化に基づいて演算される。Absは、絶対値を演算する演算子である。daは、判断のためのしきい値であり、正の実数である。daは、予め検知部172に設定されてもよいし、動的に変更可能であってもよい。
式(8)の左辺のかっこ内は、後方対象物の減速度を示している。式(8)が満たされている場合には、検知部172は、後方対象物は車両1に気づいて減速している、即ち、後方対象物は車両1に注意を払っている、と判断する。式(8)が満たされていない場合には、検知部172は、後方対象物は車両1に気づいていないのであまり減速していない、即ち、後方対象物は車両1に注意を払っていない、と判断する。
The brackets on the left side of Equation (8) indicate the deceleration of the rear object. When Expression (8) is satisfied, the detection unit 172 determines that the rear object is decelerating by noting the
調整部175は、検知部172によって後方対象物が車両1に注意を払っていないと判断された場合、検知部172によって後方対象物が車両1に注意を払っていると判定した場合に比べ、Qに対するRの比がより大きくなるように、QおよびRを演算する。
When the detection unit 172 determines that the rear object is not paying attention to the
図12は、第3実施形態の制限速度の演算手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、該当の制御周期において、検知部172によって後方対象物が車両1に注意を払っているか否かがすでに判断されたものとする。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a speed limit calculation procedure according to the third embodiment. Here, it is assumed that it is already determined by the detection unit 172 whether or not the rear object is paying attention to the
まず、調整部175は、検知部172による検知結果から、後方対象物は車両1に注意を払っているか否かを判断する(S301)。後方対象物は車両1に注意を払っていると判断した場合(S301:Yes)、調整部175は、QおよびRをそれぞれ決定し、決定されたQおよびRを式(1)の評価関数に設定する(S302)。S302では、調整部175は、例えば、Qに対するRの比が、予め設定された比Rate1に等しくなるように、QとRとを決定する。ただし、Rate1は、後述のRate2よりも小さい。調整部175は、後方対象物が車両1に注意を払っている場合に設定するためのQおよびRの値を予め記憶しておいてもよい。例えば、調整部175は、Qとして0.9を、Rとして0.1を設定する。
First, the adjustment unit 175 determines whether or not the rear object pays attention to the
後方対象物は車両1に注意を払っていないと判断した場合(S301:No)、調整部175は、QおよびRをそれぞれ決定し、決定されたQおよびRを式(1)の評価関数に設定する(S303)。S303では、調整部175は、例えば、Qに対するRの比が予め設定された比Rate2に等しくなるように、QとRとを決定する。調整部175は、後方対象物が車両1に注意を払っていない場合に設定するためのQとRの値を予め記憶しておいてもよい。例えば、調整部175は、Qとして0.1を、Rとして0.9を設定する。
When it is determined that the rear object does not pay attention to the vehicle 1 (S301: No), the adjustment unit 175 determines Q and R, respectively, and uses the determined Q and R as the evaluation function of Expression (1). Set (S303). In S303, the adjustment unit 175 determines Q and R so that, for example, the ratio of R to Q is equal to a preset ratio Rate2. The adjustment unit 175 may store in advance the values of Q and R for setting when the rear object does not pay attention to the
S302またはS303の処理の後、S304〜S311において、S103〜S110とそれぞれ同じ処理が実行され、処理がリターンされる。 After the processing of S302 or S303, the same processing as S103 to S110 is executed in S304 to S311, and the processing is returned.
このように、第3実施形態によれば、ECU10は、後方対象物が車両1に注意を向けていない場合、後方対象物が車両1に注意を向けている場合に比べて、速度を評価する項に対するジャークを評価する項の重み付けが大きくなるように、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比を調整する。これにより、後方対象物が車両1に注意を向けていない場合、後方対象物が車両1に注意を向けている場合に比べて、緩やかな制動によって車両1が減速されるので、後方対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。さらに、急激な制動が抑制されることによって、乗員が姿勢を崩すことを防止することができる。即ち、乗り心地が向上する。
Thus, according to the third embodiment, the
<第4実施形態>
第4実施形態の速度制御装置が適用されたECU10においては、主に、後方対象物に注意喚起を行うことが可能な構成を有することと、調整部175によるQおよびRの調整方法とが、第1実施形態と異なる。第1実施形態と共通する構成および手順については、説明を省略する。
<Fourth embodiment>
In the
図13は、第4実施形態のECU10の機能構成例を示す図である。第4実施形態によれば、ECU10は、音声出力装置20に接続されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
音声出力装置20は、例えばスピーカであり、音声を出力することができる。音声出力装置20は、例えば、車体2の後ろ側に設けられている。
The audio output device 20 is a speaker, for example, and can output audio. The audio output device 20 is provided on the rear side of the
ECU10は、取得部15、駆動制御部16、および速度制限部17を備える。速度制限部17は、進路予測部171、検知部172、制御切り替え部173、減速制御部174、および注意喚起部176を備える。減速制御部174は、調整部175を備える。
The
注意喚起部176は、車両1の周囲の移動体、特に車両1の後方の移動体に注意喚起を行うための音声を、音声出力装置20に出力させる。注意喚起のための音声は、特定の音声に限定されない。例えば、「車両が通ります」など、言葉で注意喚起してもよいし、ブザー音またはクラクションで注意喚起してもよい。また、注意喚起部176による注意喚起のタイミングは、特定のタイミングに限定されない。注意喚起部176は、車両1が走行中は常に、注意喚起のための音声を音声出力装置20に出力させてもよい。注意喚起部176は、減速制御が実行中である際に、注意喚起のための音声を音声出力装置20に出力させてもよい。注意喚起部176は、減速制御を実行中であるか否かに関わらず、減速中に、注意喚起のための音声を音声出力装置20に出力させてもよい。注意喚起部176は、検知部172によって後方対象物が検知されているときに、注意喚起のための音声を音声出力装置20に出力させてもよい。注意喚起部176は、乗員による指示入力があったときに、注意喚起のための音声を音声出力装置20に出力させてもよい。
The alerting unit 176 causes the audio output device 20 to output a sound for alerting a moving body around the
なお、音声によって注意喚起を行う方法は、注意喚起の方法の一例である。例えば、車両1の後ろ側に尾灯が具備され、注意喚起部176は、尾灯を明滅させるなどによって後方対象物に注意喚起を促してもよい。
Note that the method of calling attention by voice is an example of a method of calling attention. For example, a taillight may be provided on the rear side of the
調整部175は、注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を促したか否かを判断する。注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行わない場合、調整部175は、注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行う場合に比べ、Qに対するRの比がより大きくなるように、QおよびRを演算する。 The adjusting unit 175 determines whether or not the alerting unit 176 has prompted the rear object to alert. If the alerting unit 176 does not alert the rear object, the adjusting unit 175 may increase the ratio of R to Q as compared to the alerting unit 176 alerting the rear object. Q and R are calculated.
図14は、第4実施形態の制限速度の演算手順の一例を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a speed limit calculation procedure according to the fourth embodiment.
まず、調整部175は、注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行ったか否かを判断する(S401)。注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行ったと判断した場合(S401:Yes)、調整部175は、QおよびRをそれぞれ決定し、決定されたQおよびRを式(1)の評価関数に設定する(S402)。S402では、調整部175は、例えば、Qに対するRの比が、予め設定された比Rate3に等しくなるように、QとRとを決定する。ただし、Rate3は、後述のRate4よりも小さい。調整部175は、注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行った場合に設定するためのQおよびRの値を予め記憶しておいてもよい。例えば、調整部175は、Qとして0.9を、Rとして0.1を設定する。 First, the adjustment unit 175 determines whether or not the alerting unit 176 alerts the rear object (S401). When it is determined that the alerting unit 176 has alerted the rear object (S401: Yes), the adjusting unit 175 determines Q and R, respectively, and the determined Q and R are evaluated functions of the formula (1). (S402). In S402, for example, the adjustment unit 175 determines Q and R so that the ratio of R to Q is equal to a preset ratio Rate3. However, Rate3 is smaller than Rate4 described later. The adjustment unit 175 may store in advance the values of Q and R to be set when the alerting unit 176 alerts the rear object. For example, the adjustment unit 175 sets 0.9 as Q and 0.1 as R.
注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行っていないと判断した場合(S401:No)、調整部175は、QおよびRをそれぞれ決定し、決定されたQおよびRを式(1)の評価関数に設定する(S403)。S403では、調整部175は、例えば、Qに対するRの比が予め設定された比Rate4に等しくなるように、QとRとを決定する。調整部175は、注意喚起部176が後方対象物に注意喚起を行っていない場合に設定するためのQとRの値を予め記憶しておいてもよい。例えば、調整部175は、Qとして0.1を、Rとして0.9を設定する。 When it is determined that the alerting unit 176 does not alert the rear object (S401: No), the adjusting unit 175 determines Q and R, respectively, and determines the determined Q and R of Equation (1). The evaluation function is set (S403). In S403, for example, the adjustment unit 175 determines Q and R so that the ratio of R to Q is equal to a preset ratio Rate4. The adjustment unit 175 may store in advance the values of Q and R to be set when the alerting unit 176 does not alert the rear object. For example, the adjustment unit 175 sets 0.1 as Q and 0.9 as R.
S402またはS403の処理の後、S404〜S411において、S103〜S110とそれぞれ同じ処理が実行され、処理がリターンされる。 After the processing of S402 or S403, the same processing as S103 to S110 is executed in S404 to S411, and the processing is returned.
このように、第4実施形態によれば、ECU10は、後方対象物に注意喚起を行わない場合、後方対象物に注意喚起を行う場合に比べて、速度を評価する項に対するジャークを評価する項の重み付けが大きくなるように、速度を評価する項とジャークを評価する項との重み付けの比を調整する。これにより、後方対象物に注意喚起を行わない場合、後方対象物に注意喚起を行う場合に比べて、緩やかな制動によって移動体が減速されるので、後方対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。さらに、急激な制動が抑制されることによって、乗員が姿勢を崩すことを防止することができる。即ち、乗り心地が向上する。
As described above, according to the fourth embodiment, the
また、第1実施形態〜第4実施形態では、ECU10は、少なくとも後方対象物の状態に基づいて、速度を評価する項に対するジャークを評価する項の重み付けを調整する。これによって、後方対象物が静止物でない場合であっても、その状態に基づいて急激な制動を行うか緩やかな制動を行うかが決定されるので、後方対象物による後突のリスクを低減することが可能となる。後方対象物の状態とは、第1実施形態〜第4実施形態の例では、後方距離、後方相対速度、後方対象物が車両1に注意を払っているか否か、または、後方対象物に注意喚起を行うか否か、である。後方対象物の状態は、これらに限定されない。
Moreover, in 1st Embodiment-4th Embodiment, ECU10 adjusts the weight of the term which evaluates the jerk with respect to the term which evaluates speed based on the state of a back object at least. As a result, even if the rear object is not a stationary object, it is determined whether to perform rapid braking or moderate braking based on the state, thereby reducing the risk of rear collision by the rear object. It becomes possible. In the examples of the first to fourth embodiments, the state of the rear object is the rear distance, the rear relative speed, whether the rear object is paying attention to the
速度を評価する項に対するジャークを評価する項の重み付けを調整する方法として、第1実施形態〜第4実施形態に4つの方法を示したが、ECU10は、上記4つの方法のうちの2以上の方法を組み合わせた方法で、重み付けを調整するようにしてもよい。
As the method for adjusting the weighting of the term for evaluating the jerk with respect to the term for evaluating the speed, four methods have been shown in the first to fourth embodiments. However, the
組み合わせ方法は、任意である。一例では、ECU10は、QおよびRのそれぞれについて、2以上の方法で演算し、それぞれ和を演算する。具体的には、例えば4つの方法の組み合わせによってQおよびRが演算される場合、ECU10は、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、およびR4をそれぞれ演算し、下記の式(9)および式(10)によってQおよびRを演算する。ただし、Q1およびR1は、第1実施形態の方法によって演算されるQおよびRであり、Q2およびR2は、第2実施形態の方法によって演算されるQおよびRであり、Q3およびR3は、第3実施形態の方法によって演算されるQおよびRであり、Q4およびR4は、第4実施形態の方法によって演算されるQおよびRである。Cは所定の定数である。
別の例では、ECU10は、下記の式(11)および式(12)によってQおよびRを演算する。
このように、ECU10は、QおよびRを、複数の方法の組み合わせによって演算することができる。
Thus, the
また、ECU10は、QおよびRを調整する方法を、複数の方法から選択可能に構成されてもよい。一例では、ECU10は、乗員などが複数の方法のうちの一を選択することが可能に構成され得る。別の例では、ECU10は、状況に応じて方法を自動で切り替えることが可能に構成され得る。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, the said embodiment and modification are examples to the last, Comprising: It is not intending limiting the range of invention. The above-described embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, combinations, and changes can be made without departing from the scope of the invention. In addition, the configuration and shape of each embodiment and each modification may be partially exchanged.
1…車両、2…車体、2a…車室、2b…座席、2c…フロントバンパー、2d…リアバンパー、3…操作装置、3a…加速操作部、3b…操舵部、3c…変速操作部、3d…制動操作部、4…前方検知装置、4a,4b,4c,4d,5a,5b,5c,5d…ソナー、5…後方検知装置、6…ダッシュボード、7…車輪、7F…前輪、7R…後輪、8…駆動装置、9…車輪速センサ、10…ECU、11…演算装置、12…記憶装置、13…入出力装置、14…バス、15…取得部、16…駆動制御部、17…速度制限部、20…音声出力装置、171…進路予測部、172…検知部、173…制御切り替え部、174…減速制御部、175…調整部、176…注意喚起部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記検知部によって検知された前記第1対象物に衝突しないために前記移動体の減速を行う減速制御を、速度を評価する第1項とジャークを評価する第2項とを含み、前記第1項と前記第2項との重み付けの比が調整可能な評価関数に基づいて実行する減速制御部と、
前記検知部によって検知された前記第2対象物の状態に少なくとも基づいて前記比を調整する調整部と、
を備えた速度制御装置。 A detection unit for detecting a first object in front of the moving body and a second object behind the moving body based on input information from a detection device provided in the moving body;
Deceleration control for decelerating the moving body so as not to collide with the first object detected by the detection unit includes a first term for evaluating speed and a second term for evaluating jerk. A deceleration control unit that executes based on an evaluation function in which a weighting ratio between a term and the second term is adjustable;
An adjustment unit that adjusts the ratio based at least on the state of the second object detected by the detection unit;
Speed control device with
前記調整部は、前記移動体から前記第2対象物までの距離が第1の距離である第1の場合、前記移動体から前記第1対象物までの距離が前記第1の場合における前記移動体から前記第1対象物までの距離と同一でありかつ前記移動体から前記第2対象物までの距離が前記第1の距離よりも長い第2の距離である第2の場合に比べて、前記第1項に対する前記第2項の重み付けが大きくなるように前記比を調整する、
請求項1に記載の速度制御装置。 The state of the second object is a distance from the moving object to the second object,
In the first case where the distance from the moving body to the second object is the first distance, the adjustment unit moves the movement in the case where the distance from the moving body to the first object is the first distance. Compared to a second case where the distance from the body is the same as the distance from the first object and the distance from the moving object to the second object is a second distance longer than the first distance, Adjusting the ratio so that the weighting of the second term relative to the first term is increased;
The speed control apparatus according to claim 1.
前記調整部は、前記第2対象物が前記移動体に近づく相対速度が第1の速度である第1の場合、前記第1対象物が前記移動体に近づく相対速度が前記第1の場合における前記第1対象物が前記移動体に近づく相対速度と同一でありかつ前記第2対象物が前記移動体に近づく相対速度が前記第1の速度よりも遅い第2の速度である第2の場合に比べて、前記第1項に対する前記第2項の重み付けが大きくなるように前記比を調整する、
請求項1に記載の速度制御装置。 The state of the second object is a relative speed at which the second object approaches the moving body,
In the first case where the relative speed at which the second object approaches the moving body is the first speed, the adjustment unit is in the case where the relative speed at which the first object approaches the moving body is the first case. The second case where the relative speed at which the first object approaches the moving body is the same as the relative speed at which the second object approaches the moving body is a second speed that is slower than the first speed. The ratio is adjusted so that the weighting of the second term relative to the first term is greater than
The speed control apparatus according to claim 1.
前記第2対象物の状態は、前記第2対象物が前記移動体に注意を向けているか否かであり、
前記調整部は、前記第2対象物が前記移動体に注意を向けていない場合、前記第2対象物が前記移動体に注意を向けている場合に比べて、前記第1項に対する前記第2項の重み付けが大きくなるように前記比を調整する、
請求項1に記載の速度制御装置。 The detection unit detects whether the second object is paying attention to the moving body,
The state of the second object is whether or not the second object is paying attention to the moving body,
When the second object is not paying attention to the moving body, the adjustment unit is configured so that the second object with respect to the first term is compared with the case where the second object pays attention to the moving object. Adjusting the ratio to increase the weighting of the terms;
The speed control apparatus according to claim 1.
前記調整部は、前記注意喚起部によって前記第2対象物に注意喚起が行われない場合、前記注意喚起部によって前記第2対象物に注意喚起が行われる場合に比べて、前記第1項に対する前記第2項の重み付けが大きくなるように前記比を調整する、
請求項1に記載の速度制御装置。 A warning part capable of calling attention to the second object;
In the case where the second alert object is not alerted by the alerting unit, the adjustment unit may be configured for the first item as compared with the case where alerting is performed on the second object by the alerting unit. Adjusting the ratio so as to increase the weighting of the second term;
The speed control apparatus according to claim 1.
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