JP2018030495A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】推定された車両の縦位置に誤差がある場合であっても、カーブ路の走行車線内を自動で走行させることができるようにカーブ路への進入時の速度を制御する。【解決手段】カーブ走行速度算出部１５ｂは、カーブ半径及び推定された縦位置の誤差に基づいて、走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度を算出する。速度計画部１５ｃ及び走行制御部１７は、車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に車両Ｍの速度がカーブ走行速度となるように車両Ｍを減速させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両の制御を行う車両制御装置が、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された車両制御装置は、検出された白線に基づいて車両の位置を推定し、推定した位置に基づいて車両を自動で走行させている。

特開２０１５−１７８３３２号公報

ここで、推定された車両の位置には誤差（ずれ）がある。車両の位置の誤差として縦位置の誤差がある。この縦位置の誤差が大きいと、直線路からカーブ路に進入した場合、車両の速度によってはカーブ路の走行車線内を自動で走行できなくなることが考えられる。

そこで、本発明の一側面は、推定された車両の縦位置に誤差がある場合であっても、カーブ路の走行車線内を自動で走行させることができるようにカーブ路への進入時の速度を制御する車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、車両を自動で走行させる車両制御装置であって、カメラの撮像情報及びランドマークの地図上の位置情報に基づいて、車両が走行する走行道路の延在方向における車両の位置である縦位置を認識する縦位置照合部と、車両の状態を検出する内部センサの検出結果、及び縦位置照合部における認識結果に基づいて縦位置を推定する縦位置推定部と、内部センサの検出精度に基づいて、縦位置推定部で推定される縦位置の誤差を推定する誤差推定部と、推定された縦位置及び地図情報より車両の前方のカーブ路のカーブ半径を取得する半径取得部と、取得されたカーブ半径及び推定された縦位置の誤差に基づいて、取得されたカーブ半径のカーブ路において走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度を算出するカーブ走行速度算出部と、車両の速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、車両の前方のカーブ路への進入時に車両の速度がカーブ走行速度となるように車両を減速させ、車両の速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が基準速度よりも遅い場合、現在の速度を維持する又は車両の前方のカーブ路への進入時に基準速度となるように車両を減速させる速度制御部と、車両の速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が基準速度よりも遅い場合、車両の制御を運転者による手動運転に切り替えるハンズオンの要求を行う要求部と、を備え、カーブ走行速度算出部は、カーブ半径が小さい場合にはカーブ半径が大きい場合に比べてカーブ走行速度を遅くし、縦位置の誤差が大きい場合には縦位置の誤差が小さい場合に比べてカーブ走行速度を遅くする。

この車両制御装置においてカーブ走行速度算出部は、推定された縦位置の誤差が大きい場合には縦位置の誤差が小さい場合に比べて、カーブ走行速度を遅くする。速度制御部は、車両の速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、カーブ走行速度まで車両を減速させる。これにより、縦位置の誤差が大きい場合には、誤差が小さい場合に比べて車両の速度が遅くなる。このように、縦位置の誤差に応じて車両の速度が制御されるため、推定された車両の縦位置に誤差がある場合であっても、カーブ路の走行車線内を自動で走行させることができるようにカーブ路への進入時の速度を制御することができる。

車両制御装置は、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合はハンズオンの要求を行って運転者による手動運転に切り替える。すなわち、車両制御装置が車両の走行を制御しようとすると推定された縦位置の誤差が大きいために速度を基準速度よりも遅くする制御となるが、このような場合には運転者による手動運転に切り替えることで、運転者がカーブ路に沿って適切な速度で車両の運転を行うことができる。これにより、車両が基準速度よりも遅い速度で走行することにより後続車両の走行を妨げてしまうことを抑制できる。また、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合は車両の速度を維持することで、ハンズオンされるまで車両の状態が変化しない（速度が一定）ため、運転者は容易にハンズオンできる。或いは、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合は基準速度まで車両を減速させることで、車両の状態の変化が遅くなり、運転者は容易にハンズオンできる。

要求部は、車両の運転状態を自動運転状態から手動運転状態に切り替えるための時間として予め定められた基準時間と車両の現在の速度とに基づいて、車両の現在の速度で基準時間走行した場合の走行距離である基準距離を算出し、車両の前方のカーブ路よりも基準距離手前の位置でハンズオンの要求を行ってもよい。この場合には、カーブ路に車両が進入する時よりも基準距離手前でハンズオンの要求がされるため、運転者がハンズオンを行う時間として予め定められた基準時間を確保することができる。

本発明の一側面によれば、縦位置の誤差に応じて車両の速度が制御されるため、推定された車両の縦位置に誤差がある場合であっても、カーブ路の走行車線内を自動で走行させることができるようにカーブ路への進入時の速度を制御することができる。

実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。 前方に直線路が存在する走行車線を車両が走行している状態を示す模式図である。 カーブ路の走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度と、カーブ半径及び縦位置誤差との関係の一例を示すグラフである。 車両の前方にカーブ路が存在する場合に車両を減速させる速度計画を生成する処理の流れ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ながら説明する。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。

図１に示すように、車両制御装置１００は、乗用車等の車両Ｍに搭載されており、車両制御装置１００が搭載された車両Ｍが自動で走行するように制御（自動運転制御）を行う。車両制御装置１００は、外部センサ１、ＧＰＳ［Global Positioning System］受信部２、内部センサ３、地図データベース４、ナビゲーションシステム５、ＨＭＩ６、アクチュエータ７、及びＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０を備えている。

外部センサ１は、車両Ｍ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、及びレーダセンサを含む。

カメラは、車両Ｍの外部状況を撮像する撮像機器である。カメラは、車両Ｍのフロントガラスの裏側に設けられている。カメラは、車両Ｍ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。

レーダセンサは、電波（例えばミリ波）又は光を利用して車両Ｍの周辺の障害物を検出する。レーダセンサは、電波又は光を車両Ｍの周辺に送信し、障害物で反射された電波又は光を受信することで障害物を検出する。レーダセンサは、検出した障害物情報をＥＣＵ１０へ送信する。障害物には、ガードレール、建物等の固定障害物の他、歩行者、自転車、他車両等の移動障害物が含まれる。

ＧＰＳ受信部２は、３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することにより、車両Ｍの位置（例えば車両Ｍの緯度及び経度）を測定する。ＧＰＳ受信部２は、測定した車両Ｍの位置情報をＥＣＵ１０へ送信する。

内部センサ３は、車両Ｍの走行状態（車両の状態）を検出する検出機器である。内部センサ３は、車速センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサを含んでいる。内部センサ３は、車両Ｍの速度を検出する検出器である。車速センサとしては、車両Ｍ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、車両Ｍの加速度を検出する検出器である。加速度センサは、車両Ｍの前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両Ｍ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、車両Ｍの加速度情報をＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサは、車両Ｍ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、例えば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、検出した車両Ｍのヨーレート情報をＥＣＵ１０へ送信する。

地図データベース４は、地図情報を記憶するデータベースである。地図データベース４は、例えば、車両Ｍに搭載されたＨＤＤ［Hard Disk Drive］内に形成されている。地図情報には、道路の位置情報、道路形状の情報（例えば直線路及びカーブ路等の種別、カーブ半径等）、白線の位置情報、交差点及び分岐点の位置情報、及び建物の位置情報等が含まれる。なお、地図データベース４は、車両Ｍと通信可能な管理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

また、地図データベース４は、ランドマークの情報も記憶している。ランドマークとは、道路面上（車両通行帯以外の路面上も含む）で位置が固定され、物体の位置の算出の基準となるものである。ランドマークには、道路標識、及び道路標示が含まれる。道路標識には、案内標識、警戒標識、規制標識、指示標識等がある。道路標示には、規制標示と指示標示が含まれる。規制標示には、転回禁止マーク、最高速度マーク等がある。指示標示には、白線（車道中央線、車道外側線、車線境界線等）、前方に横断歩道があることを示す菱形マーク、前方に優先道路があることを示す三角マーク、進行方向マーク、信号機、デニレータ、トンネルの出入口、ＥＴＣゲートの出入口等がある。

さらに、地図データベース４は、ランドマークの地図上の位置情報を記憶している。すなわち、地図データベース４は、地図情報に関連付けられたランドマークの位置情報を記憶している。また、地図データベース４は、外部センサ１のカメラの撮像情報からランドマークを認識するためのランドマークの画像情報を記憶している場合もある。

ナビゲーションシステム５は、車両Ｍの運転者によって設定された目的地まで、車両Ｍの運転者に対して案内を行う装置である。ナビゲーションシステム５は、ＧＰＳ受信部２が測定した車両Ｍの位置情報と地図データベース４の地図情報とに基づいて、車両Ｍの走行するルートを算出する。ルートは、複数車線の区間において好適な車線を特定したものであってもよい。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｍの位置から目的地に至るまでの目標ルートを演算し、ディスプレイの表示及びスピーカの音声出力により運転者に対して目標ルートの報知を行う。ナビゲーションシステム５は、例えば、車両Ｍの目標ルートの情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、ナビゲーションシステム５は、車両Ｍと通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータに記憶されていてもよい。

ＨＭＩ６は、車両Ｍの乗員（運転者を含む）と車両制御装置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。ＨＭＩ６は、例えば、乗員に画像情報を表示するためのディスプレイパネル、音声出力のためのスピーカ、及び乗員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。ＨＭＩ６は、乗員により自動運転の作動又は停止に係る入力操作がなされると、ＥＣＵ１０に信号を出力して自動運転を開始又は停止させる。ＨＭＩ６は、自動運転を終了する目的地に到達する場合、乗員に目的地到達を通知する。

アクチュエータ７は、車両Ｍの走行制御を実行する装置である。アクチュエータ７は、エンジンアクチュエータ、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。エンジンアクチュエータは、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を変更（例えばスロットル開度を変更）することで、車両Ｍの駆動力を制御する。なお、エンジンアクチュエータは、車両Ｍがハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源としてのモータの駆動力を制御する。

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、車両Ｍ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、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。なお、ブレーキアクチュエータは、車両Ｍが回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。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、車両Ｍの操舵トルクを制御する。

ＥＣＵ１０は、車両Ｍの走行を制御する。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、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムを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。また、以下に説明するＥＣＵの機能の一部は、車両と通信可能な情報管理センター等の施設のコンピュータ又は携帯情報端末において実行される態様であってもよい。

ＥＣＵ１０は、機能的には、車両位置認識部１１、縦位置認識部１２、外部状況認識部１３、走行状態認識部１４、走行計画生成部１５、ハンズオン要求部（要求部）１６、及び走行制御部１７を備えている。

車両位置認識部１１は、ＧＰＳ受信部２で受信された車両Ｍの位置情報、及び地図データベース４の地図情報に基づいて、地図上における車両Ｍの位置を認識する。なお、車両位置認識部１１は、ナビゲーションシステム５で用いられる車両Ｍの位置を該ナビゲーションシステム５から取得して認識してもよい。

縦位置認識部１２は、外部センサ１のカメラで撮像されたランドマークに基づいて、車両Ｍの縦位置を認識する。車両Ｍの縦位置とは、車両Ｍが走行する走行道路の延在方向における車両Ｍの位置である。具体的には、縦位置認識部１２は、縦位置照合部１２ａ、縦位置推定部１２ｂ、及び誤差推定部１２ｃを備えている。

縦位置照合部１２ａは、外部センサ１のカメラの撮像情報と、地図データベース４が記憶するランドマークの地図上の位置情報とを照合し、車両Ｍの縦位置を認識する。具体的には、縦位置照合部１２ａは、車両位置認識部１１で認識された車両の位置に基づいて、車両Ｍの周囲のランドマークについての情報を地図データベース４から取得する。なお、縦位置照合部１２ａは、後述するように縦位置推定部１２ｂによって縦位置が推定された後においては、縦位置推定部１２ｂで推定された縦位置に基づいて車両Ｍの周囲のランドマークについての情報を地図データベース４から取得することができる。

縦位置照合部１２ａは、外部センサ１のカメラの撮像画像と地図データベース４から取得したランドマークについての情報に基づいて、撮像画像に含まれるランドマークを認識する。縦位置照合部１２ａは、例えばパターン認識又はエッジ抽出により画像中のランドマークを認識する。縦位置照合部１２ａは、撮像画像に含まれるランドマークを認識した場合、周知の画像処理によって撮像画像におけるランドマークの画像位置座標を認識する。ランドマークの画像位置座標とは、撮像画像中におけるランドマークの画像の位置の座標である。例えば、路面上の道路標示である菱形マークの画像位置座標は、撮像画像における菱形マークの中心の座標とすることができる。縦位置照合部１２ａは、周知の手法によりランドマークの画像位置座標を認識する。

縦位置照合部１２ａは、ランドマークの画像位置座標を認識した場合、撮像画像におけるランドマークの画像位置座標と地図上のランドマークの位置情報とに基づいて、車両Ｍの縦位置を認識する。縦位置照合部１２ａは、周知の手法によりランドマークを用いた車両Ｍの縦位置の認識を行う。

縦位置推定部１２ｂは、内部センサ３の検出結果、及び縦位置照合部１２ａにおける認識結果（車両Ｍの縦位置）に基づいて、車両Ｍの縦位置を推定する。ここで、縦位置照合部１２ａは、ランドマークが検出できない場合（ランドマークが無い場合）には、車両Ｍの縦位置を認識することができない。このため、縦位置推定部１２ｂは、縦位置照合部１２ａにおいて車両Ｍの縦位置が認識された後、認識された縦位置を基準として用い、基準とした縦位置と内部センサ３の検出結果とに基づいて、車両Ｍの縦位置を推定する。縦位置推定部１２ｂは、縦位置の推定の途中で縦位置照合部１２ａによって新たに縦位置が認識された場合、縦位置照合部１２ａによって新たに認識された縦位置を新たな基準として用い、新たに基準とした縦位置と内部センサ３の検出結果とに基づいて再び縦位置の推定を行う。

縦位置推定部１２ｂは、内部センサ３の検出結果として、一例としては、車速センサで検出された車両Ｍの速度、及びヨーレートセンサで検出された車両Ｍのヨーレートを用いることができる。例えば、車速センサで検出された速度を用いる場合、縦位置推定部１２ｂは、検出された速度に基づいて走行距離を推定し、推定した走行距離に基づいて縦位置の推定を行うことができる。また、ヨーレートセンサで検出されたヨーレートを用いる場合、縦位置推定部１２ｂは、検出されたヨーレートに基づいて車両Ｍの向きを推定し、推定した車両Ｍの向きに基づいて縦位置の推定を行うことができる。なお、内部センサ３の検出結果を用いた縦位置の推定は、既存の種々の方法を用いることができる。

誤差推定部１２ｃは、縦位置推定部１２ｂにおいて縦位置の推定に用いた内部センサ３の検出精度に基づいて、縦位置推定部１２ｂで推定される縦位置の誤差を推定する。縦位置の誤差とは、誤差推定部１２ｃで推定される縦位置と、実際の車両Ｍの縦位置とのずれである。誤差推定部１２ｃは、縦位置の推定に用いた内部センサ３の検出精度が悪い場合には、検出精度が良い場合に比べて誤差の値を大きくする（誤差が大きい）。また、縦位置推定部１２ｂにおいて縦位置の推定を行う場合、時間の経過と共に縦位置推定部１２ｂで推定される縦位置の誤差も大きくなる。このため、誤差推定部１２ｃは、縦位置を推定するために基準として用いた縦位置が縦位置照合部１２ａによって認識されてからの経過時間が長い場合には、経過時間が短い場合に比べて誤差の値を大きくする（誤差が大きい）。

誤差推定部１２ｃは、縦位置照合部１２ａによって車両Ｍの縦位置が認識された場合には、推定していた縦位置の誤差をリセットする（ゼロにする）。誤差をリセットした後、誤差推定部１２ｃは、新たに縦位置の誤差の推定を行う。

外部状況認識部１３は、外部センサ１の検出結果（例えばカメラの撮像情報、レーダセンサの障害物情報等）に基づいて、車両Ｍの外部状況を認識する。外部状況は、例えば、車両Ｍに対する走行車線の白線の位置もしくは車線中心の位置及び道路幅、道路の形状（例えば走行車線の曲率、外部センサ１の見通し推定に有効な路面の勾配変化、うねり等）、車両Ｍの周辺の障害物の状況（例えば、固定障害物と移動障害物を区別する情報、車両Ｍに対する障害物の位置、車両Ｍに対する障害物の移動方向、車両Ｍに対する障害物の相対速度等）を含む。

走行状態認識部１４は、内部センサ３の検出結果（例えば車速センサの車速情報、加速度センサの加速度情報、ヨーレートセンサのヨーレート情報等）に基づいて、車両Ｍの走行状態を認識する。車両Ｍの走行状態には、例えば、車速、加速度、ヨーレートが含まれる。

走行計画生成部１５は、ナビゲーションシステム５により設定された目標ルート、地図データベース４の地図情報、外部状況認識部１３により認識された車両Ｍの外部状況、及び走行状態認識部１４により認識された車両の走行状態に基づいて、車両Ｍの走行計画を生成する。走行計画生成部１５は、運転者が自動運転制御の開始操作を行った場合に、走行計画の生成を開始する。この走行計画は、車両Ｍの現在の位置から予め設定された目的地に車両Ｍが至るまでの走行計画となる。

走行計画には、車両Ｍの目標ルート上の位置に応じた車両Ｍの制御目標値が含まれている。目標ルート上の位置とは、地図上で目標ルートの延在方向における位置である。目標ルート上の位置は、目標ルートの延在方向において所定間隔（例えば１ｍ）毎に設定された設定縦位置を意味する。制御目標値とは、走行計画において車両Ｍの制御目標となる値である。制御目標値は、目標ルート上の設定縦位置毎に関連付けて設定される。走行計画生成部１５は、目標ルート上に所定間隔の設定縦位置を設定すると共に、設定縦位置毎に制御目標値（例えば目標横位置及び目標車速）を設定することで、走行計画を生成する。設定縦位置及び目標横位置は、合わせて一つの位置座標として設定されてもよい。設定縦位置及び目標横位置は、走行計画において目標として設定される縦位置の情報及び横位置の情報を意味する。

また、本実施形態において走行計画生成部１５は、車両Ｍの前方にカーブ路が存在する場合、走行計画における速度の計画として、誤差推定部１２ｃで推定された縦位置の誤差に基づいて、カーブ路を自動（自動運転制御）で走行できるように車両Ｍを減速させる速度計画を行う。以下、車両Ｍの前方にカーブ路が存在する場合に、車両Ｍを減速させる速度計画の生成処理について説明する。

まず、縦位置の誤差について説明する。例えば、図２に示すように、車両Ｍが走行車線Ｌを走行しているとする。車両Ｍは、現在、走行車線Ｌの直線路Ｌ１を走行しており、直線路Ｌ１の先には、カーブ路Ｌ２がつながっている。二点鎖線で示す走行車線ＶＬは、縦位置推定部１２ｂで推定された誤差を含む縦位置と、地図データベース４の地図情報とに基づいて認識される走行車線である。図２に示す例では、縦位置推定部１２ｂで推定された車両Ｍの縦位置が、実際の縦位置よりも後方にずれている。このため、走行車線ＶＬは、車両Ｍに対する位置が実際の走行車線Ｌよりも前方にずれて認識されている。

例えば、図２に示すように後方にずれた誤差を有する縦位置に基づいて車両Ｍを自動で走行させる場合、カーブ路Ｌ２に沿って走行するための操舵の開始タイミングが遅れ、車両Ｍの速度によっては、実際の走行車線Ｌからカーブ路Ｌ２に沿って車両Ｍが走行できない場合がある。このため、走行計画生成部１５は、カーブ路への進入時にカーブ路を走行可能な速度となるように、縦位置の誤差に応じて車両Ｍを減速させる計画を生成する。

なお、ここでの「カーブ路への進入時」とは、直線路からカーブ路へ切り替わる地点を通過する時である。また、ここでの「カーブ路への進入時」とは、縦位置推定部１２ｂで推定された縦位置と、地図データベース４の地図情報とに基づいて認識されるカーブ路への進入時である。図２に示すように、走行車線ＶＬの直線路ＶＬ１から、走行車線ＶＬのカーブ路ＶＬ２へ切り替わる地点を地点ＶＰとする。「カーブ路への進入時」における直線路からカーブ路へ切り替わる地点とは、図２における地点ＶＰである。また、図２に示すように、実際の直線路Ｌ１からカーブ路Ｌ２へ切り替わる地点を地点Ｐとする。図２に示す例では、地点ＶＰは、車両Ｍに対する位置が地点Ｐよりも前方にずれている。

走行計画生成部１５は、車両Ｍの前方にカーブ路が存在する場合に車両Ｍを減速させる速度計画を生成するため、半径取得部１５ａ、カーブ走行速度算出部１５ｂ、及び速度計画部１５ｃを備えている。半径取得部１５ａは、縦位置推定部１２ｂで推定された車両Ｍの縦位置及び地図データベース４の地図情報より、車両Ｍの前方のカーブ路のカーブ半径を取得する。車両Ｍの前方とは、車両Ｍの走行車線に沿った前方である。

例えば、半径取得部１５ａは、車両Ｍが直線路を走行している場合、車両Ｍの前方の最も近い位置に存在するカーブ路のカーブ半径を取得する。半径取得部１５ａは、車両Ｍがカーブ路を走行している場合、車両Ｍの前方において現在走行しているカーブ路の前方につながる直線路から、車両Ｍの前方の最も近い位置に存在するカーブ路のカーブ半径を取得する。半径取得部１５ａは、車両Ｍの現在の縦位置から車両Ｍの前方において所定距離以内に存在するカーブ路のカーブ半径を取得する。

カーブ走行速度算出部１５ｂは、半径取得部１５ａで取得されたカーブ半径及び誤差推定部１２ｃで推定された縦位置の誤差に基づいて、取得されたカーブ半径のカーブ路において走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度を算出する。カーブ走行速度とは、取得されたカーブ半径のカーブ路において、車両制御装置１００の自動運転制御によって走行状態等に関する所定の基準を満たしつつ走行車線内を自動で走行するための速度の上限値である。例えば、カーブ走行速度とは、カーブ路を走行中に所定値以上の横Ｇが掛かることが無く走行可能な速度である。また、カーブ走行速度とは、車両Ｍがスリップ等を起こすことなく走行可能な速度である。カーブ路への進入時に車両Ｍの速度がカーブ走行速度である場合、車両Ｍはカーブ路の走行車線内を自動運転制御によって走行することができる。

カーブ走行速度算出部１５ｂは、カーブ路のカーブ半径が小さくなる（急になる）にしたがって、カーブ走行速度を遅くする。カーブ路のカーブ半径が小さい（カーブが急である）場合、カーブ路を走行するために必要な操舵量が大きくなり、操舵誤差が大きくなる。ここで、車両Ｍの速度が遅い場合には、タイヤの滑り等が抑制されるために操舵誤差が小さくなる。このため、カーブ走行速度算出部１５ｂは、カーブ路のカーブ半径が小さいために大きな操舵を行うことで操舵誤差が大きくなる状況では、カーブ路を走行するためのカーブ走行速度を遅くする。このようにカーブ走行速度算出部１５ｂがカーブ走行速度を遅くすることで、カーブ路のカーブ半径及び車速に基づく操舵誤差が小さくなり、カーブ路の走行車線内を車両Ｍが走行可能となる。

カーブ走行速度算出部１５ｂは、誤差推定部１２ｃで推定される縦位置の誤差が大きくなるにしたがって、カーブ走行速度を遅くする。縦位置の誤差が大きい場合、そもそもカーブ路の位置認識の誤差が大きい。このカーブ路の位置認識の誤差に対して、さらに車両Ｍの速度に起因する操舵誤差が加わると、より一層、実際の走行車線に対する車両Ｍの位置の誤差が大きくなる。このため、カーブ走行速度算出部１５ｂは、実際の走行車線に対する車両Ｍの位置の誤差の増加を抑制するため、カーブ路を走行するためのカーブ走行速度を遅くする。このようにカーブ走行速度算出部１５ｂがカーブ走行速度を遅くすることで、車両Ｍの速度に起因する操舵誤差が小さくなり、実際の走行車線に対する車両Ｍの位置の誤差の増加が抑制され、カーブ路の走行車線内を車両Ｍが走行可能となる。

図３は、カーブ路の走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度と、カーブ半径及び縦位置誤差との関係の一例を示すグラフである。なお、図３のグラフにおいて、横軸はカーブ半径を示しており、右側に行くにしたがってカーブ半径が小さくなる（カーブが急になる）。縦軸は推定された車両Ｍの縦位置の誤差を示しており、上側に行くにしたがって誤差の値が大きくなる。実線はカーブ走行速度が１００ｋｍ／ｈの場合、破線はカーブ走行速度が８０ｋｍ／ｈの場合、二点鎖線はカーブ走行速度が６０ｋｍ／ｈの場合を示している。

例えば、縦位置の誤差が同じである場合、カーブ半径が小さくなるにしたがってカーブ走行速度が遅くなっている。また、カーブ半径が同じである場合、縦位置の誤差が大きくなるにしたがって、カーブ走行速度が遅くなっている。

カーブ走行速度算出部１５ｂは、カーブ半径及び縦位置の誤差に基づいてマップ等を用いてカーブ走行速度を算出してもよく、演算等によってカーブ走行速度を算出してもよい。

なお、走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度としたが、走行車線の境界となる白線から走行車線の内側方向に所定のマージンを取った範囲内を車両Ｍが自動で走行するためのカーブ走行速度であってもよい。

速度計画部１５ｃは、車両Ｍの走行計画のうち速度の計画を行う。速度計画部１５ｃは、車両Ｍの速度がカーブ走行速度算出部１５ｂで算出されたカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に車両Ｍの速度がカーブ走行速度となるように車両Ｍを減速させる速度の計画を行う。これにより、カーブ路への進入時の車両Ｍの速度を、カーブ路を自動で走行可能なカーブ走行速度とすることができる。

なお、ここでのカーブ走行速度と比較する「車両Ｍの速度」とは、車両Ｍの縦位置の誤差及びカーブ走行速度を用いることなく走行計画生成部１５において生成された上述の走行計画における現在の目標車速であってもよい。また、カーブ走行速度と比較する「車両Ｍの速度」とは、内部センサ３の車速センサで検出された現在の車両Ｍの速度であってもよい。

また、ここでの「基準速度」とは、車両Ｍの前方のカーブ路を走行する場合に、車両Ｍの周囲の車両の走行を妨げることのない速度である。例えば、基準速度とは、車両Ｍが走行する道路の法定速度、或いは法定速度から所定の値を減算した速度とすることができる。

また、速度計画部１５ｃは、車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が基準速度よりも遅い場合、現在の速度を維持する又は車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に基準速度となるように車両Ｍを減速させる速度の計画を行う。なお、ここでのカーブ走行速度と比較する「車両Ｍの速度」、及び「基準速度」とは、上述したカーブ走行速度と比較する「車両Ｍの速度」、及び「基準速度」と同義である。

すなわち、速度計画部１５ｃは、車両Ｍの速度が基準速度よりも速い場合、現在の速度を維持する又はカーブ路への進入時に基準速度となるように車両Ｍを減速させる速度の計画を行う。また、速度計画部１５ｃは、車両Ｍの速度が基準速度以下の場合、現在の速度を維持する速度の計画を行う。なお、ここでの「現在の速度」とは、車両Ｍの縦位置の誤差及びカーブ走行速度を用いることなく走行計画生成部１５において生成された上述の走行計画における現在の目標車速であってもよい。また、「現在の速度」とは、内部センサ３の車速センサで検出された現在の車両Ｍの速度であってもよい。このように、車両Ｍの速度が基準速度よりも速い場合、カーブ路への進入時の車両Ｍの速度が基準速度未満となることが無い。また、車両Ｍの速度が基準速度よりも遅い場合には、車両Ｍの現在の速度が維持されるため、車両Ｍの速度が現在の速度よりさらに遅くなることが無い。

ハンズオン要求部１６は、車両Ｍの速度がカーブ走行速度算出部１５ｂで算出されたカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が基準速度よりも遅い場合、車両Ｍの制御を運転者による手動運転に切り替えるハンズオンの要求を行う。なお、ここでのカーブ走行速度と比較する「車両Ｍの速度」とは、上述したカーブ走行速度と比較する「車両Ｍの速度」と同義である。ハンズオンの要求とは、車両制御装置１００によって車両Ｍの自動運転が行われている状態から、車両Ｍの運転を運転者による手動運転に切り替えるための要求である。ハンズオン要求部１６は、例えば、ＨＭＩ６に設けられたディスプレイパネル又はスピーカ等を用いてハンズオン要求を行う。

また、ハンズオン要求部１６は、車両Ｍの前方のカーブ路よりも基準距離手前の位置でハンズオンの要求を行う。車両Ｍの前方のカーブ路よりも基準距離手前の位置とは、車両Ｍの前方のカーブ路へ進入する位置から基準距離だけ車両Ｍ側の位置である。また、基準距離とは、予め定められた基準時間と車両Ｍの現在の速度とに基づいて、車両Ｍの現在の速度で基準時間走行した場合の走行距離である。ここでの「現在の速度」とは、ハンズオン要求を行うと判定したときの車両Ｍの速度である。また、「現在の速度」とは、車両Ｍの縦位置の誤差及びカーブ走行速度を用いることなく走行計画生成部１５において生成された上述の走行計画における現在の目標車速であってもよい。また、「現在の速度」とは、内部センサ３の車速センサで検出された現在の車両Ｍの速度であってもよい。また、予め定められた「基準時間」とは、車両Ｍの運転状態を車両制御装置１００による自動運転状態から運転者による手動運転状態に切り替えるために必要な時間として予め定められた時間である。

走行制御部１７は、走行計画生成部１５で生成された走行計画に基づいて車両Ｍの走行を自動で制御する。また、走行制御部１７は、車両Ｍの前方にカーブ路があり、速度計画部１５ｃにおいて速度の計画が生成されている場合、走行計画のうちの速度の計画として、速度計画部１５ｃで生成された速度の計画に基づいて車両Ｍの走行を制御する。走行制御部１７は、走行計画に応じた制御信号をアクチュエータ７に出力する。これにより、走行制御部１７は、走行計画に沿って車両Ｍが自動走行するように、車両Ｍの走行を制御する。

すなわち、速度の計画を行う速度計画部１５ｃ及び生成された速度の計画に基づいて車両Ｍの速度を制御する走行制御部１７が、車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に車両Ｍの速度がカーブ走行速度となるように車両Ｍを減速させ、車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が基準速度よりも遅い場合、現在の車速を維持する又は車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に基準速度となるように車両Ｍを減速させる速度制御部として機能する。

次に、車両Ｍの前方にカーブ路が存在する場合に、ＥＣＵ１０において実行される車両Ｍを減速させる速度計画を生成する処理の流れについて説明する。図４に示す処理は、車両制御装置１００によって車両Ｍの自動運転制御が行われている状態で、車両Ｍの現在の縦位置から車両Ｍの前方の所定距離以内にカーブ路が存在する場合に開始される。図４に示す処理がエンドに至った後は、今回の処理において対象としたカーブ路のさらに前方にカーブ路が存在する場合に、再び開始される。なお、車両Ｍの前方にカーブ路が存在するか否かの判定は、半径取得部１５ａが行うことができる。

車両Ｍの前方にカーブ路が存在する場合、半径取得部１５ａは、推定された車両Ｍの縦位置及び地図データベース４の地図情報より、車両Ｍの前方のカーブ路のカーブ半径を取得する（Ｓ１０１）。カーブ走行速度算出部１５ｂは、誤差推定部１２ｃで推定された車両Ｍの縦位置の誤差を取得する（Ｓ１０２）。カーブ走行速度算出部１５ｂは、取得されたカーブ半径及び縦位置の誤差に基づいて、取得されたカーブ半径のカーブ路において走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度を算出する（Ｓ１０３）。

速度計画部１５ｃは、車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上である場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、速度計画部１５ｃは、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅いか否かを判定する（Ｓ１０５）。カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ハンズオン要求部１６は、車両Ｍの制御を運転者に切り替えるハンズオンの要求を行う（Ｓ１０６）。速度計画部１５ｃは、現在の速度を維持する又は車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に基準速度となるように車両Ｍを減速させる速度の計画を行う（Ｓ１０７）。走行制御部１７は、カーブ路への進入地点に至るまで、Ｓ１０６で生成された速度の計画に基づいて車両Ｍの制御を行う（Ｓ１０７）。

一方、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅くない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、速度計画部１５ｃは、車両Ｍの前方のカーブ路への進入時に車両Ｍの速度がカーブ走行速度となるように車両Ｍを減速させる速度の計画を行う（Ｓ１０９）。走行制御部１７は、カーブ路への進入地点に至るまで、Ｓ１０９で生成された速度の計画に基づいて車両Ｍの制御を行う（Ｓ１１０）。

車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上でない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、縦位置の誤差及びカーブ走行速度に基づいて車両Ｍを減速させる制御を行わない。この場合、車両制御装置１００は、車両Ｍの縦位置の誤差及びカーブ走行速度を用いることなく走行計画生成部１５において生成された上述の走行計画に基づいて車両Ｍを自動で走行させる。

本実施形態は以上のように構成され、この車両制御装置１００においてカーブ走行速度算出部１５ｂは、車両Ｍの前方のカーブ路のカーブ半径及び推定された車両Ｍの縦位置の誤差に基づいて、カーブ路において走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度を算出する。また、カーブ走行速度算出部１５ｂは、推定された縦位置の誤差が大きい場合には縦位置の誤差が小さい場合に比べて、カーブ走行速度を遅くする。速度計画部１５ｃは、車両Ｍの速度がカーブ走行速度以上であり且つカーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、カーブ走行速度まで車両Ｍを減速させる速度の計画を行う。走行制御部１７は、速度計画部１５ｃで生成された速度の計画に基づいて車両Ｍの速度を制御する。これにより、縦位置推定部１２ｂで推定される縦位置の誤差が大きい場合には、誤差が小さい場合に比べて車両Ｍの速度が遅くなる。このように、縦位置の誤差に応じて車両Ｍの速度が制御されるため、推定された車両Ｍの縦位置に誤差がある場合であっても、カーブ路の走行車線内を自動で走行させることができるようにカーブ路への進入時の速度を制御することができる。

ハンズオン要求部１６は、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合はハンズオンの要求を行って運転者による手動運転に切り替える。すなわち、車両制御装置１００が車両Ｍの走行を制御しようとすると推定された縦位置の誤差が大きいために速度を基準速度よりも遅くする制御となるが、このような場合には運転者による手動運転に切り替えることで、運転者がカーブ路に沿って適切な速度で車両Ｍの運転を行うことができる。これにより、車両Ｍが基準速度よりも遅い速度で走行することにより後続車両の走行を妨げてしまうことを抑制できる。また、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合は車両Ｍの速度を維持することで、ハンズオンされるまで車両Ｍの状態が変化しない（速度が一定）ため、運転者は容易にハンズオンできる。或いは、カーブ走行速度が予め定められた基準速度よりも遅い場合は基準速度まで車両Ｍを減速させることで、車両Ｍの状態の変化が遅くなり、運転者は容易にハンズオンできる。

ハンズオン要求部１６は、車両Ｍの運転状態を自動運転状態から手動運転状態に切り替えるための時間として予め定められた基準時間に基づいて基準距離を算出する。ハンズオン要求部１６は、車両Ｍの前方のカーブ路よりも基準距離手前の位置でハンズオンの要求を行う。この場合には、カーブ路に車両Ｍが進入する時よりも基準距離手前でハンズオンの要求がされるため、運転者がハンズオンを行う時間として予め定められた基準時間を確保することができる。

以上、本発明の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。例えば、ハンズオン要求部１６は車両Ｍの前方のカーブ路よりも基準距離手前の位置でハンズオンの要求を行う構成としたが、ハンズオンの要求を行うタイミングとして基準距離以外の基準を用いてもよい。また、基準距離の算出方法についても、上述した基準時間及び車両Ｍの現在の速度を用いて算出することに限定されない。

車両制御装置１００は、走行計画を生成して車両Ｍの自動運転制御を行ったが、走行車線内を走行するように操舵の制御を行う車線維持制御と、走行車線の形状等に応じて車両の速度を制御するスピードマネジメント制御とを組み合わせた制御を行ってもよい。車両制御装置１００が走行計画を用いた自動運転制御に代えて車線維持制御及びスピードマネジメント制御を行う場合であっても、上述した縦位置の誤差及びカーブ走行速度を用いた車両Ｍの減速制御を行うことができる。

１…外部センサ、３…内部センサ、１２ａ…縦位置照合部、１２ｂ…縦位置推定部、１５ａ…半径取得部、１５ｂ…カーブ走行速度算出部、１５ｃ…速度計画部（速度制御部）、１６…ハンズオン要求部（要求部）、１７…走行制御部（速度制御部）、１００…車両制御装置、Ｍ…車両、Ｌ…走行車線、Ｌ２…カーブ路。

Claims (2)

1. 車両を自動で走行させる車両制御装置であって、
   カメラの撮像情報及びランドマークの地図上の位置情報に基づいて、前記車両が走行する走行道路の延在方向における前記車両の位置である縦位置を認識する縦位置照合部と、
   前記車両の状態を検出する内部センサの検出結果、及び前記縦位置照合部における認識結果に基づいて前記縦位置を推定する縦位置推定部と、
   前記内部センサの検出精度に基づいて、前記縦位置推定部で推定される前記縦位置の誤差を推定する誤差推定部と、
   推定された前記縦位置及び地図情報より前記車両の前方のカーブ路のカーブ半径を取得する半径取得部と、
   取得された前記カーブ半径及び推定された前記縦位置の誤差に基づいて、取得された前記カーブ半径のカーブ路において走行車線内を自動で走行するためのカーブ走行速度を算出するカーブ走行速度算出部と、
   前記車両の速度が前記カーブ走行速度以上であり且つ前記カーブ走行速度が予め定められた基準速度以上の場合、前記車両の前方のカーブ路への進入時に前記車両の速度が前記カーブ走行速度となるように前記車両を減速させ、前記車両の速度が前記カーブ走行速度以上であり且つ前記カーブ走行速度が前記基準速度よりも遅い場合、現在の速度を維持する又は前記車両の前方のカーブ路への進入時に前記基準速度となるように前記車両を減速させる速度制御部と、
   前記車両の速度が前記カーブ走行速度以上であり且つ前記カーブ走行速度が前記基準速度よりも遅い場合、前記車両の制御を運転者による手動運転に切り替えるハンズオンの要求を行う要求部と、を備え、
   前記カーブ走行速度算出部は、前記カーブ半径が小さい場合には前記カーブ半径が大きい場合に比べて前記カーブ走行速度を遅くし、前記縦位置の誤差が大きい場合には前記縦位置の誤差が小さい場合に比べて前記カーブ走行速度を遅くする、車両制御装置。
2. 前記要求部は、前記車両の運転状態を自動運転状態から手動運転状態に切り替えるための時間として予め定められた基準時間と前記車両の現在の速度とに基づいて、前記車両の現在の速度で前記基準時間走行した場合の走行距離である基準距離を算出し、前記車両の前方のカーブ路よりも前記基準距離手前の位置で前記ハンズオンの要求を行う、請求項１に記載の車両制御装置。

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