JP2019043191A - Vehicle control device - Google Patents

Vehicle control device Download PDF

Info

Publication number
JP2019043191A
JP2019043191A JP2017165243A JP2017165243A JP2019043191A JP 2019043191 A JP2019043191 A JP 2019043191A JP 2017165243 A JP2017165243 A JP 2017165243A JP 2017165243 A JP2017165243 A JP 2017165243A JP 2019043191 A JP2019043191 A JP 2019043191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
speed
travel route
obstacle
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017165243A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6572949B2 (en
Inventor
多加志 後藤
Takashi Goto
多加志 後藤
大村 博志
Hiroshi Omura
博志 大村
細田 浩司
Koji Hosoda
浩司 細田
哲也 立畑
Tetsuya Tatehata
哲也 立畑
隆 中上
Takashi Nakagami
隆 中上
友馬 西條
Yuma Saijo
友馬 西條
川原 康弘
Yasuhiro Kawahara
康弘 川原
翔太 片山
Shota Katayama
翔太 片山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2017165243A priority Critical patent/JP6572949B2/en
Publication of JP2019043191A publication Critical patent/JP2019043191A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6572949B2 publication Critical patent/JP6572949B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

To provide a vehicle control apparatus that is able to calculate a target travel route for obstacle avoidance by using a single calculation process with respect to a plurality of travel modes.SOLUTION: A vehicle control device (ECU) 10 comprises a target travel route calculation unit 10a that calculates a target travel route R for a vehicle 1 according to a drive assistance mode selected from a plurality of drive assistance modes. In the event that an obstacle is detected, the target travel route calculation unit 10a corrects a target travel route R so as to avoid this obstacle (S14). The target travel route calculation unit 10a sets a speed distribution area 40 for regulating a distribution of a permissible upper limit value Vof a relative speed of the vehicle 1 with respect to the obstacle. The target travel route calculation unit calculates a plurality of correction travel routes by correcting the target travel route R such that the relative speed does not exceed the permissible upper limit value V. This calculation unit carries out evaluation by using an evaluation function J including a plurality of evaluation factors and calculates one correction travel route. The target travel route calculation unit 10a corrects each evaluation factor of the evaluation function J according to a drive assistance mode.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、車両制御装置に係り、特に、走行中に障害物を回避するのに適した車両制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device suitable for avoiding an obstacle while traveling.

障害物の緊急回避時において、その際の車速に応じて制動回避(ブレーキ操作のみ)と操舵回避(ステリング操作のみ)のいずれかを選択し、最適化処理を用いて目標走行経路計算をする技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、制動回避が選択されると、縦方向(車両前後方向)の運動のみに計算条件が簡略化される。また、操舵回避が選択されると、横方向(車両幅方向)の運動のみに計算条件が簡略化される。このように、この技術では、緊急時において計算負荷が軽減されるため、高い計算精度を確保しつつ、計算時間を短くすることができるようになっている。   During emergency avoidance of an obstacle, either braking avoidance (only brake operation) or steering avoidance (only steering operation) is selected according to the vehicle speed at that time, and the target travel route is calculated using optimization processing Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this technique, when the braking avoidance is selected, the calculation conditions are simplified only to the movement in the longitudinal direction (the vehicle longitudinal direction). In addition, when the steering avoidance is selected, the calculation condition is simplified only to the movement in the lateral direction (the vehicle width direction). As described above, in this technology, since the calculation load is reduced in an emergency, it is possible to shorten the calculation time while securing high calculation accuracy.

特開2010−155545号公報JP, 2010-155545, A

近年、速度や操舵を自動制御する自動運転支援技術が車両に搭載されるようになってきている。そして、このような自動制御により、複数の走行モード(運転支援モード)が提供されている。したがって、これら複数の走行モードに対して、それぞれ異なる計算処理により障害物回避時の目標走行経路を計算すると、計算処理が複雑になり、開発コストが増大するという問題があった。   In recent years, automatic driving support technology for automatically controlling speed and steering has come to be installed in vehicles. And, by such automatic control, a plurality of traveling modes (driving support mode) are provided. Therefore, if the target travel route at the time of obstacle avoidance is calculated by different calculation processing for each of the plurality of travel modes, the calculation processing becomes complicated and there is a problem that the development cost increases.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、複数の走行モードに対して、障害物回避時の目標走行経路を単一の計算処理を用いて計算可能な車両制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and a vehicle control apparatus capable of calculating a target travel route at obstacle avoidance with a single calculation process for a plurality of travel modes. Intended to provide.

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の運転支援モードから選択された運転支援モードに応じて、車両の目標走行経路を計算する目標走行経路計算部を備えた車両制御装置であって、目標走行経路計算部は、障害物が検出された場合に、この障害物を回避するように目標走行経路を補正する走行経路補正処理を実行し、目標走行経路計算部は、走行経路補正処理において、少なくとも前記障害物から車両に向けて、障害物に対する車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、速度分布領域内において障害物に対する車両の相対速度が許容上限値を超えないように、目標走行経路を補正して複数の補正走行経路を算出し、目標走行経路に対して複数の補正走行経路を、複数の評価ファクタを含む所定の評価関数によって評価し、その評価に応じて1つの補正走行経路を算出する、ように構成されており、目標走行経路計算部は、選択された運転支援モードに応じて、評価関数の評価ファクタを修正するように構成されている。   In order to achieve the above object, the present invention is a vehicle control device including a target travel route calculation unit that calculates a target travel route of a vehicle according to a driving support mode selected from a plurality of driving support modes. When the obstacle is detected, the target travel route calculation unit executes travel route correction processing for correcting the target travel route so as to avoid the obstacle, and the target travel route calculation unit corrects the travel route. In the processing, a velocity distribution area defining the distribution of the allowable upper limit of the relative velocity of the vehicle to the obstacle is set at least toward the vehicle from the obstacle, and the relative velocity of the vehicle to the obstacle is acceptable in the velocity distribution area. The target travel route is corrected so as to calculate a plurality of correction travel routes so as not to exceed the upper limit value, and a plurality of correction travel routes with respect to the target travel route are calculated with predetermined evaluation factors including a plurality of evaluation factors. To calculate one corrected traveling route according to the evaluation, and the target traveling route calculation unit corrects the evaluation factor of the evaluation function according to the selected driving support mode. Is configured as.

このように構成された本発明によれば、車両制御装置は、障害物と車両との間に速度分布領域を規定し、この速度分布領域によって規定される相対速度の許容上限値を超えない範囲で、目標走行経路を補正して、補正走行経路を算出することができる。そして、この走行経路補正処理では、運転支援モードに応じて修正された評価関数を用いて走行経路候補を評価することにより、1つの補正走行経路が算出される。したがって、本発明では、障害物検出時における走行経路補正処理を運転支援モードに依らずに単一の評価関数に基づいて計算することができる。これにより、本発明では、走行経路補正処理を簡単化し、計算処理負荷を抑制することができる。   According to the present invention thus configured, the vehicle control device defines a velocity distribution region between the obstacle and the vehicle, and does not exceed the allowable upper limit of the relative velocity defined by the velocity distribution region. Then, the target travel route can be corrected to calculate a corrected travel route. Then, in this traveling route correction processing, one corrected traveling route is calculated by evaluating the traveling route candidates using the evaluation function corrected according to the driving support mode. Therefore, in the present invention, the travel route correction processing at the time of obstacle detection can be calculated based on a single evaluation function regardless of the driving support mode. As a result, in the present invention, the travel route correction process can be simplified and the calculation processing load can be suppressed.

また、本発明において、好ましくは、評価関数の修正は、複数の評価ファクタの重み付けを変更することである。このように構成された本発明によれば、評価関数の修正を簡単且つ効果的に実行することができる。   Also, in the present invention, preferably, the correction of the evaluation function is to change the weighting of a plurality of evaluation factors. According to the present invention configured as described above, correction of the evaluation function can be performed easily and effectively.

また、本発明において、好ましくは、運転支援モードは、車速を自動的に制御する自動速度制御モードを含み、自動速度制御モードでは、車両縦方向の挙動に関する評価ファクタよりも、車両横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが小さく設定されている。このように構成された本発明によれば、自動速度制御モードにおいて、ステアリング制御への車両制御装置の関与が小さくなり、運転者は自らの運転意思に沿って運転することができる。   In the present invention, preferably, the driving support mode includes an automatic speed control mode for automatically controlling the vehicle speed, and in the automatic speed control mode, the behavior in the lateral direction of the vehicle than the evaluation factor regarding the behavior in the longitudinal direction of the vehicle. The weighting of the evaluation factor for is set small. According to the present invention configured as described above, in the automatic speed control mode, the participation of the vehicle control device in steering control is reduced, and the driver can drive according to his / her driving intention.

また、本発明において、好ましくは、運転支援モードは、操舵を自動的に制御する自動操舵制御モードを含み、自動操舵制御モードでは、車両横方向の挙動に関する評価ファクタよりも、車両縦方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが小さく設定されている。このように構成された本発明によれば、自動操舵制御モードにおいて、速度制御への車両制御装置の関与が小さくなり、運転者は自らの運転意思に沿って運転することができる。   Further, in the present invention, preferably, the driving support mode includes an automatic steering control mode for automatically controlling the steering, and in the automatic steering control mode, behavior in the longitudinal direction of the vehicle than an evaluation factor regarding lateral behavior of the vehicle. The weighting of the evaluation factor for is set small. According to the present invention configured as described above, in the automatic steering control mode, the participation of the vehicle control device in the speed control is reduced, and the driver can drive according to his / her driving intention.

また、本発明において、好ましくは、運転支援モードは、車速及び操舵を自動的に制御する自動速度・操舵制御モードを含み、自動速度・操舵制御モードでは、車速を自動的に制御する自動速度制御モードと比較して、車両横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが大きく設定されている。このように構成された本発明によれば、自動速度・操舵制御モードにおいて、運転者の意思に沿って速度制御及びステアリング制御への車両制御装置の関与が許容される。具体的には、このモードでは、自動速度制御モードよりもステアリング制御への関与を大きくすることができる。   Further, in the present invention, preferably, the driving support mode includes an automatic speed / steering control mode for automatically controlling the vehicle speed and steering, and in the automatic speed / steering control mode, automatic speed control for automatically controlling the vehicle speed. As compared with the mode, the weighting of the evaluation factor regarding the behavior in the lateral direction of the vehicle is set larger. According to the present invention configured as described above, in the automatic speed / steering control mode, the participation of the vehicle control device in the speed control and the steering control according to the driver's intention is permitted. Specifically, in this mode, the steering control can be more involved than in the automatic speed control mode.

また、本発明において、好ましくは、運転支援モードは、車速及び操舵を自動的に制御しない基本制御モードを含み、基本制御モードでは、車両横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けよりも車両縦方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けの方が大きく設定されている。このように構成された本発明によれば、基本制御モードにおいて、速度制御への車両制御装置の関与が大きくなり、先行車との衝突を回避し易くなる。   Further, in the present invention, preferably, the driving support mode includes a basic control mode in which the vehicle speed and the steering are not automatically controlled, and in the basic control mode, the longitudinal direction of the vehicle is higher than the weighting of the evaluation factor regarding the lateral behavior of the vehicle. The weighting of the evaluation factor regarding the behavior is set larger. According to the present invention configured as described above, in the basic control mode, the participation of the vehicle control device in the speed control becomes large, and it becomes easy to avoid the collision with the preceding vehicle.

本発明によれば、複数の走行モードに対して、障害物回避時の目標走行経路を単一の計算処理を用いて計算可能な車両制御装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a vehicle control device capable of calculating a target travel route at the time of obstacle avoidance using a single calculation process for a plurality of travel modes.

本発明の実施形態における車両制御システムの構成図である。It is a block diagram of a vehicle control system in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における第1走行経路の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st driving | running route in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における第2走行経路の説明図である。It is explanatory drawing of the 2nd driving | running route in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における第3走行経路の説明図である。It is explanatory drawing of the 3rd driving | running route in embodiment of this invention. 本発明の実施形態における障害物回避制御の説明図である。It is an explanatory view of obstacle avoidance control in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の障害物回避制御における障害物と車両との間のすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図である。It is an explanatory view showing the relation of the upper limit of passing speed between the obstacle and vehicles in the obstacle avoidance control of the embodiment of the present invention and the clearance. 本発明の実施形態の走行経路補正処理の説明図である。It is explanatory drawing of the driving | running route correction process of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の車両モデルの説明図である。It is an explanatory view of a vehicle model of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における運転支援制御の処理フローである。It is a processing flow of driving assistance control in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における走行経路計算処理の処理フローである。It is a processing flow of a travel route calculation process in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における走行経路補正処理の処理フローである。It is a processing flow of the travel route correction processing in the embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両制御システムについて説明する。まず、図1を参照して、車両制御システムの構成について説明する。図1は、車両制御システムの構成図である。   Hereinafter, a vehicle control system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. First, the configuration of a vehicle control system will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a vehicle control system.

本実施形態の車両制御システム100は、車両1(図2等参照)に対して複数の運転支援モードにより、それぞれ異なる運転支援制御を提供するように構成されている。運転者は、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択可能である。   The vehicle control system 100 of the present embodiment is configured to provide different driving support control to the vehicle 1 (see FIG. 2 and the like) in a plurality of driving support modes. The driver can select a desired driving support mode from a plurality of driving support modes.

図1に示すように、車両制御システム100は、車両1に搭載されており、車両制御装置(ECU)10と、複数のセンサ及びスイッチと、複数の制御システムと、運転支援モードについてのユーザ入力を行うための運転者操作部35を備えている。複数のセンサ及びスイッチには、車載カメラ21,ミリ波レーダ22,車両の挙動を検出する複数の挙動センサ(車速センサ23,加速度センサ24,ヨーレートセンサ25)及び複数の挙動スイッチ(操舵角センサ26,アクセルセンサ27,ブレーキセンサ28),測位システム29,ナビゲーションシステム30が含まれる。また、複数の制御システムには、エンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,ステアリング制御システム33が含まれる。   As shown in FIG. 1, a vehicle control system 100 is mounted on a vehicle 1, and includes a vehicle control unit (ECU) 10, a plurality of sensors and switches, a plurality of control systems, and a user input for a driving support mode. And a driver operation unit 35 for performing the operation. The plurality of sensors and switches include an on-vehicle camera 21, a millimeter wave radar 22, a plurality of behavior sensors (vehicle speed sensor 23, acceleration sensor 24, yaw rate sensor 25) for detecting the behavior of the vehicle and a plurality of behavior switches (steering angle sensor 26). , An accelerator sensor 27, a brake sensor 28, a positioning system 29, and a navigation system 30 are included. Further, the plurality of control systems include an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33.

運転者操作部35は、運転者が操作可能なように車両1の車室内に設けられており、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択するためのモード選択スイッチ36と、選択された運転支援モードに応じて設定車速を入力するための設定車速入力部37とを備えている。運転者がモード選択スイッチ36を操作することにより、選択された運転支援モードに応じた運転支援モード選択信号が出力される。また、運転者が設定車速入力部37を操作することにより、設定車速信号が出力される。   The driver operation unit 35 is provided in the compartment of the vehicle 1 so as to be operable by the driver, and a mode selection switch 36 for selecting a desired driving support mode from a plurality of driving support modes is selected. A set vehicle speed input unit 37 for inputting a set vehicle speed according to the driving support mode is provided. When the driver operates the mode selection switch 36, a driving support mode selection signal corresponding to the selected driving support mode is output. Further, when the driver operates the set vehicle speed input unit 37, a set vehicle speed signal is output.

ECU10は、CPU,各種プログラムを記憶するメモリ,入出力装置等を備えたコンピュータにより構成される。ECU10は、運転者操作部35から受け取った運転支援モード選択信号や設定車速信号、及び、複数のセンサ及びスイッチから受け取った信号に基づき、エンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,ステアリング制御システム33に対して、それぞれエンジンシステム,ブレーキシステム,ステアリングシステムを適宜に作動させるための要求信号を出力可能に構成されている。   The ECU 10 is constituted by a computer provided with a CPU, a memory for storing various programs, an input / output device and the like. The ECU 10 controls the engine control system 31, the brake control system 32, and the steering control system 33 based on the driving support mode selection signal and the set vehicle speed signal received from the driver operation unit 35, and the signals received from the plurality of sensors and switches. On the other hand, it is possible to output request signals for appropriately operating the engine system, the brake system, and the steering system.

車載カメラ21は、車両1の周囲を撮像し、撮像した画像データを出力する。ECU10は、画像データに基づいて対象物(例えば、車両、歩行者、道路、区画線(車線境界線、白線、黄線)、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等)を特定する。なお、ECU10は、交通インフラや車々間通信等によって、車載通信機器を介して外部から対象物の情報を取得してもよい。   The on-vehicle camera 21 captures an image of the surroundings of the vehicle 1 and outputs the captured image data. The ECU 10 identifies an object (for example, a vehicle, a pedestrian, a road, a lane line (white line, yellow line), a traffic signal, a traffic sign, a stop line, an intersection, an obstacle, etc.) based on image data. Do. The ECU 10 may acquire information on the object from the outside via the on-vehicle communication device by traffic infrastructure, inter-vehicle communication, or the like.

ミリ波レーダ22は、対象物(特に、先行車、駐車車両、歩行者、障害物等)の位置及び速度を測定する測定装置であり、車両1の前方へ向けて電波(送信波)を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、ミリ波レーダ22は、送信波と受信波に基づいて、車両1と対象物との間の距離(例えば、車間距離)や車両1に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、ミリ波レーダ22に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定するように構成してもよい。また、複数のセンサを用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。   The millimeter wave radar 22 is a measurement device that measures the position and speed of an object (in particular, a preceding vehicle, a parked vehicle, a pedestrian, an obstacle, etc.), and transmits radio waves (transmission waves) toward the front of the vehicle 1 And the reflected wave generated by the transmission wave being reflected by the object. Then, the millimeter wave radar 22 measures the distance between the vehicle 1 and the object (for example, the distance between the vehicles) and the relative velocity of the object with respect to the vehicle 1 based on the transmission wave and the reception wave. In the present embodiment, in place of the millimeter wave radar 22, a laser radar, an ultrasonic sensor, or the like may be used to measure the distance to the object or the relative velocity. Also, a plurality of sensors may be used to construct a position and velocity measurement device.

車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出する。
加速度センサ24は、車両1の加速度(前後方向の縦加速度、横方向の横加速度)を検出する。なお、加速度は、増速側(正)及び減速側(負)を含む。
ヨーレートセンサ25は、車両1のヨーレートを検出する。
操舵角センサ26は、車両1のステアリングホイールの回転角度(操舵角)を検出する。
アクセルセンサ27は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。
ブレーキセンサ28は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
The vehicle speed sensor 23 detects the absolute speed of the vehicle 1.
The acceleration sensor 24 detects the acceleration of the vehicle 1 (longitudinal acceleration in the longitudinal direction, lateral acceleration in the lateral direction). The acceleration includes an acceleration side (positive) and a deceleration side (negative).
The yaw rate sensor 25 detects the yaw rate of the vehicle 1.
The steering angle sensor 26 detects the rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the vehicle 1.
The accelerator sensor 27 detects the depression amount of the accelerator pedal.
The brake sensor 28 detects the depression amount of the brake pedal.

測位システム29は、GPSシステム及び/又はジャイロシステムであり、車両1の位置(現在車両位置情報)を検出する。
ナビゲーションシステム30は、内部に地図情報を格納しており、ECU10へ地図情報を提供することができる。ECU10は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両1の周囲(特に、進行方向前方)に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。
The positioning system 29 is a GPS system and / or a gyro system, and detects the position of the vehicle 1 (current vehicle position information).
The navigation system 30 stores map information inside, and can provide the ECU 10 with map information. The ECU 10 specifies a road, an intersection, a traffic signal, a building, etc. existing around the vehicle 1 (particularly, ahead of the traveling direction) based on the map information and the current vehicle position information. Map information may be stored in the ECU 10.

エンジン制御システム31は、車両1のエンジンを制御するコントローラである。ECU10は、車両1を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム31に対して、エンジン出力の変更を要求するエンジン出力変更要求信号を出力する。   The engine control system 31 is a controller that controls the engine of the vehicle 1. When it is necessary to accelerate or decelerate the vehicle 1, the ECU 10 outputs, to the engine control system 31, an engine output change request signal for requesting a change of the engine output.

ブレーキ制御システム32は、車両1のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ECU10は、車両1を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム32に対して、車両1への制動力の発生を要求するブレーキ要求信号を出力する。   The brake control system 32 is a controller for controlling a brake system of the vehicle 1. When it is necessary to decelerate the vehicle 1, the ECU 10 outputs a brake request signal that requests the brake control system 32 to generate a braking force on the vehicle 1.

ステアリング制御システム33は、車両1のステアリング装置を制御するコントローラである。ECU10は、車両1の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム33に対して、操舵方向の変更を要求する操舵方向変更要求信号を出力する。   The steering control system 33 is a controller that controls a steering device of the vehicle 1. When it is necessary to change the traveling direction of the vehicle 1, the ECU 10 outputs, to the steering control system 33, a steering direction change request signal for requesting a change in the steering direction.

次に、本実施形態による車両制御システム100が備える運転支援モードについて説明する。本実施形態では、運転支援モードとして、5つのモード(先行車追従モード、レーンキープ制御モード、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード)が備えられている。   Next, a driving support mode provided in the vehicle control system 100 according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, five modes (preceding vehicle following mode, lane keeping control mode, automatic speed control mode, speed limit mode, basic control mode) are provided as the driving support mode.

<先行車追従モード>
先行車追従モードは、基本的に、車両1と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両1を先行車に追従走行させるモードであり、車両制御システム100による自動的なステアリング制御,速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御),障害物回避制御(速度制御及びステアリング制御)を伴う。
<Preceding vehicle tracking mode>
The preceding vehicle follow-up mode is basically a mode in which the vehicle 1 follows the preceding vehicle while maintaining a predetermined inter-vehicle distance between the vehicle 1 and the preceding vehicle according to the vehicle speed. Automatic steering control, speed control (engine control, brake control), obstacle avoidance control (speed control and steering control).

先行車追従モードでは、車線両端部の検出の可否、及び、先行車の有無に応じて、異なるステアリング制御及び速度制御が行われる。ここで、車線両端部とは、車両1が走行する車線の両端部(白線等の区画線,道路端,縁石,中央分離帯,ガードレール等)であり、隣接する車線や歩道等との境界である。走行路端部検出部としてのECU10は、この車線両端部を車載カメラ21により撮像された画像データから検出する。また、ナビゲーションシステム30の地図情報から車線両端部を検出してもよい。しかしながら、例えば、車両1が整備された道路ではなく、車線が存在しない平原を走行する場合や、車載カメラ21からの画像データの読取り不良等の場合に車線両端部が検出できない場合が生じ得る。   In the preceding vehicle follow-up mode, different steering control and speed control are performed depending on whether or not detection of both ends of the lane is possible, and whether there is a preceding vehicle. Here, both ends of the lane are both ends of the lane on which the vehicle 1 travels (division lines such as white lines, road ends, curbs, median dividers, guard rails, etc.), and the boundaries between adjacent lanes and sidewalks etc. is there. The ECU 10 as the traveling path end detection unit detects both ends of the lane from the image data captured by the on-vehicle camera 21. Further, both ends of the lane may be detected from the map information of the navigation system 30. However, for example, when traveling on a plain where there is no lane instead of a road on which the vehicle 1 is maintained, or when reading of image data from the on-vehicle camera 21 is defective, the lane ends may not be detected.

なお、上記実施形態では、ECU10を走行路端部検出部としているが、これに限らず、走行路端部検出部としての車載カメラ21が車線両端部を検出してもよいし、走行路端部検出部としての車載カメラ21とECU10が協働して車線両端部を検出してもよい。   In the above embodiment, the ECU 10 is used as the traveling path end detection unit. However, the present invention is not limited thereto. The on-vehicle camera 21 as the traveling path end detection unit may detect both ends of the lane. The on-vehicle camera 21 and the ECU 10 as the unit detection unit may cooperate to detect both ends of the lane.

また、本実施形態では、先行車検出部としてのECU10は、車載カメラ21による画像データ及びミリ波レーダ22による測定データにより、先行車を検出する。具体的には、車載カメラ21による画像データにより前方を走行する他車両を走行車として検出する。更に、本実施形態では、ミリ波レーダ22による測定データにより、車両1と他車両との車間距離が所定距離(例えば、400〜500m)以下である場合に、当該他車両が先行車として検出される。   Further, in the present embodiment, the ECU 10 as the leading vehicle detection unit detects the leading vehicle based on the image data by the on-vehicle camera 21 and the measurement data by the millimeter wave radar 22. Specifically, the other vehicle traveling ahead is detected as a traveling vehicle based on the image data from the on-vehicle camera 21. Furthermore, in the present embodiment, when the inter-vehicle distance between the vehicle 1 and the other vehicle is equal to or less than a predetermined distance (for example, 400 to 500 m), the other vehicle is detected as the preceding vehicle. Ru.

なお、上記実施形態では、ECU10を先行車検出部としているが、これに限らず、先行車検出部としての車載カメラ21が前方を走行する他車両を検出してもよく、ECU10に加えて車載カメラ21及びミリ波レーダ22が先行車両検出部の一部を構成してもよい。   In the above embodiment, the ECU 10 is used as the preceding vehicle detection unit. However, the present invention is not limited to this. The on-vehicle camera 21 as the preceding vehicle detection unit may detect another vehicle traveling in front. The camera 21 and the millimeter wave radar 22 may form part of the preceding vehicle detection unit.

(先行車追従モード:車線検出可能)
まず、車線両端部が検出される場合、車両1は、車線の中央付近を走行するようにステアリング制御され、設定車速入力部37を用いて運転者によって又は所定の処理に基づいてシステム100によって予め設定された設定車速(一定速度)を維持するように速度制御される。なお、設定車速が制限車速(速度標識やカーブの曲率に応じて規定される制限速度)よりも大きい場合は制限車速が優先され、車両1の車速は制限車速に制限される。カーブの曲率に応じて規定される制限速度は、所定の計算式により計算され、カーブの曲率が大きい(曲率半径が小さい)ほど低速度に設定される。
(Advanced vehicle tracking mode: lane detection is possible)
First, when both ends of the lane are detected, the vehicle 1 is steering-controlled to travel near the center of the lane, and the vehicle speed is input by the driver using the set vehicle speed input unit 37 or by the system 100 in advance based on predetermined processing. The speed control is performed to maintain the set vehicle speed (constant speed). If the set vehicle speed is greater than the limit vehicle speed (a limit speed defined according to the velocity signs and the curvature of the curve), the limit vehicle speed is prioritized, and the vehicle speed of the vehicle 1 is limited to the limit vehicle speed. The speed limit defined in accordance with the curvature of the curve is calculated according to a predetermined formula, and the larger the curvature of the curve (the smaller the curvature radius), the lower the speed.

なお、車両1の設定車速が先行車の車速よりも大きい場合は、車両1は、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御される。また、追従していた先行車が車線変更等により、車両1の前方に存在しなくなると、車両1は、再び設定車速を維持するように速度制御される。   When the set vehicle speed of the vehicle 1 is higher than the vehicle speed of the preceding vehicle, the vehicle 1 is controlled to follow the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance according to the vehicle speed. In addition, when the preceding vehicle which has been following does not exist in front of the vehicle 1 due to a lane change or the like, the vehicle 1 is speed-controlled to maintain the set vehicle speed again.

(先行車追従モード:車線検出不可、先行車有り)
また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車が存在する場合、車両1は、先行車の走行軌跡を追従するようにステアリング制御され、且つ、先行車の走行軌跡上の速度に追従するように速度制御される。
(Preceding car following mode: lane detection not possible, preceding car present)
In addition, when both ends of the lane are not detected, and there is a preceding vehicle, the vehicle 1 is steering-controlled to follow the traveling locus of the preceding vehicle, and the speed on the traveling locus of the preceding vehicle The speed is controlled to follow the

(先行車追従モード:車線検出不可、先行車無し)
また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車も存在しない場合、走行路上での走行位置を特定できない(区画線等検出不可、先行車追従不可)。この場合、現在の走行挙動(操舵角、ヨーレート、車速、加速度等)を運転者の意思により維持又は変更するように、運転者がステアリングホイール,アクセルペダル,ブレーキペダルを操作することにより、ステアリング制御及び速度制御を実行する。
(Advanced vehicle follow-up mode: no lane detection, no preceding vehicle)
In addition, when both ends of the lane are not detected and there is no preceding vehicle, the traveling position on the traveling road can not be identified (division line can not be detected, etc. can not be followed). In this case, the steering control is performed by the driver operating the steering wheel, the accelerator pedal, and the brake pedal such that the current driving behavior (steering angle, yaw rate, vehicle speed, acceleration, etc.) is maintained or changed by the driver's intention. And execute speed control.

なお、先行車追従モードでは、先行車の有無、車線両端部の検出の可否にかかわらず、後述する障害物回避制御(速度制御及びステアリング制御)が更に自動的に実行される。   In the following vehicle follow-up mode, obstacle avoidance control (speed control and steering control) described later is further automatically executed regardless of the presence or absence of the preceding vehicle and whether or not both ends of the lane can be detected.

<レーンキープ制御モード>
レーンキープ制御モードは、車両1が車線の中央付近を走行するようにステアリング制御する自動操舵制御モードであり、車両制御システム100による自動的なステアリング制御を伴うが、速度制御は行われない。したがって、車線両端部が検出される場合に機能する。また、運転者は、アクセルペダルの踏み込み量に応じて車速を制御することができる。即ち、レーンキープ制御モードは、先行車追従モードにおいて車線検出可能な場合に、運転者自らが速度制御を実行するモードに相当する。
<Lane keep control mode>
The lane keeping control mode is an automatic steering control mode in which steering control is performed such that the vehicle 1 travels in the vicinity of the center of the lane, and automatic steering control by the vehicle control system 100 is involved, but speed control is not performed. Thus, it works when both lanes are detected. Further, the driver can control the vehicle speed in accordance with the depression amount of the accelerator pedal. That is, the lane keeping control mode corresponds to a mode in which the driver himself performs speed control when the lane can be detected in the preceding vehicle follow-up mode.

<自動速度制御モード>
また、自動速度制御モードは、運転者によって又はシステム100によって予め設定された所定の設定車速(一定速度)を維持するように速度制御するモードであり、車両制御システム100による自動的な速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御),障害物回避制御(速度制御)を伴うが、ステアリング制御は行われない。この自動速度制御モードでは、車両1は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思が優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。
<Automatic speed control mode>
The automatic speed control mode is a mode in which speed control is performed so as to maintain a predetermined set vehicle speed (constant speed) preset by the driver or by the system 100. Automatic speed control by the vehicle control system 100 It involves engine control, brake control), obstacle avoidance control (speed control), but no steering control. In this automatic speed control mode, the vehicle 1 travels to maintain the set vehicle speed, but may be accelerated beyond the set vehicle speed by depression of the accelerator pedal by the driver. When the driver performs a brake operation, the driver's intention is given priority, and the vehicle speed is reduced from the set vehicle speed. In addition, when it catches up with the preceding vehicle, the speed is controlled so as to follow the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance according to the vehicle speed. Be done.

<速度制限モード>
また、速度制限モードは、車両1の車速が速度標識による制限速度又は運転者によって設定された設定速度を超えないように、速度制御するモードであり、車両制御システム100による自動的な速度制御(エンジン制御)を伴う。制限速度は、車載カメラ21により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをECU10が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両1は制限速度までしか増速されない。
<Speed limit mode>
The speed limit mode is a mode in which speed control is performed so that the vehicle speed of the vehicle 1 does not exceed the speed limit by the speed indicator or the set speed set by the driver. Automatic speed control by the vehicle control system 100 Engine control). The speed limit may be specified by the ECU 10 performing image recognition processing on a speed sign captured by the on-vehicle camera 21 or image data of a speed indication on the road surface, or may be received through external wireless communication. In the speed limit mode, even if the driver depresses the accelerator pedal so as to exceed the speed limit, the vehicle 1 is accelerated only to the speed limit.

<基本制御モード>
また、基本制御モードは、運転者操作部35により、運転支援モードが選択されていないときのモード(オフモード)であり、車両制御システム100による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、自動衝突防止制御は実行されるように構成されており、この制御において、車両1が先行車等に衝突する可能性がある場合には自動的にブレーキ制御が実行され、衝突が回避される。また、自動衝突防止制御は、先行車追従モード,レーンキープ制御モード,自動速度制御,速度制限モードにおいても同様に実行される。
<Basic control mode>
Further, the basic control mode is a mode (off mode) when the driving support mode is not selected by the driver operation unit 35, and automatic steering control and speed control by the vehicle control system 100 are not performed. However, the automatic collision prevention control is configured to be executed, and in this control, when there is a possibility that the vehicle 1 collides with the preceding vehicle, etc., the brake control is automatically executed to avoid the collision. Ru. The automatic collision prevention control is also performed in the preceding vehicle following mode, the lane keeping control mode, the automatic speed control, and the speed limit mode.

また、レーンキープ制御モード、自動速度制御モード、速度制限モード、及び基本制御モードにおいても、後述する障害物回避制御(速度制御のみ、ステアリング制御のみ、又は、速度制御及びステアリング制御)が更に実行される。   Also, in the lane keeping control mode, automatic speed control mode, speed limit mode, and basic control mode, obstacle avoidance control (speed control only, steering control only, or speed control and steering control) described later is further executed. Ru.

次に、図2〜図4を参照して、本実施形態による車両制御システム100において計算される複数の走行経路について説明する。図2〜図4は、それぞれ第1走行経路〜第3走行経路の説明図である。本実施形態では、ECU10が、以下の第1走行経路R1〜第3走行経路R3を時間的に繰返し計算するように構成されている(例えば、0.1秒毎)。本実施形態では、ECU10は、センサ等の情報に基づいて、現時点から所定期間(例えば、3秒)が経過するまでの間の走行経路を計算する。走行経路Rx(x=1,2,3)は、走行経路上の車両1の目標位置(Px_k)及び目標速度(Vx_k)により特定される(k=0,1,2,・・・,n)。更に、各目標位置において、目標速度以外に複数の変数(加速度、加速度変化量、ヨーレート、操舵角、車両角度等)について目標値が特定される。   Next, with reference to FIGS. 2 to 4, a plurality of travel routes calculated in the vehicle control system 100 according to the present embodiment will be described. 2 to 4 are explanatory diagrams of the first to third travel routes, respectively. In the present embodiment, the ECU 10 is configured to repeatedly calculate the following first to third travel routes R1 to R3 in time (for example, every 0.1 seconds). In the present embodiment, the ECU 10 calculates a traveling route until a predetermined period (for example, 3 seconds) elapses from the current time based on information such as a sensor. The travel route Rx (x = 1, 2, 3) is specified by the target position (Px_k) and the target velocity (Vx_k) of the vehicle 1 on the travel route (k = 0, 1, 2,..., N ). Furthermore, at each target position, target values are specified for a plurality of variables (acceleration, acceleration change amount, yaw rate, steering angle, vehicle angle, etc.) other than the target velocity.

なお、図2〜図4における走行経路(第1走行経路〜第3走行経路)は、車両1が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物(駐車車両、歩行者等を含む)に関する障害物情報を考慮せずに、走行路の形状,先行車の走行軌跡,車両1の走行挙動,及び設定車速に基づいて計算される。このように、本実施形態では、障害物情報が計算に考慮されないので、これら複数の走行経路の全体的な計算負荷を低く抑えることができる。   In addition, the travel route (the first travel route to the third travel route) in FIGS. 2 to 4 is an obstacle related to an obstacle (including a parked vehicle, a pedestrian, etc.) on the travel road on which the vehicle 1 travels It is calculated based on the shape of the traveling path, the traveling path of the preceding vehicle, the traveling behavior of the vehicle 1, and the set vehicle speed without considering the information. As described above, in the present embodiment, since the obstacle information is not considered in the calculation, the overall calculation load of the plurality of travel routes can be reduced.

以下では、理解の容易のため、車両1が直線区間5a,カーブ区間5b,直線区間5cからなる道路5を走行する場合において計算される各走行経路について説明する。道路5は、左右の車線5L,5Rからなる。現時点において、車両1は、直線区間5aの車線5L上を走行しているものとする。 In the following, for easy understanding, each travel route calculated when the vehicle 1 travels on the road 5 including the straight section 5a, the curve section 5b, and the straight section 5c will be described. The road 5 is composed of left and right lanes 5 L and 5 R. At the present time, it is assumed that the vehicle 1 is traveling on the lane 5 L of the straight section 5 a.

(第1走行経路)
図2に示すように、第1走行経路R1は、道路5の形状に即して車両1に走行路である車線5L内の走行を維持させるように所定期間分だけ設定される。詳しくは、第1走行経路R1は、直線区間5a,5cでは車両1が車線5Lの中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間5bでは車両1が車線5Lの幅方向中央よりも内側又はイン側(カーブ区間の曲率半径Lの中心O側)を走行するように設定される。
(First travel route)
As shown in FIG. 2, the first travel route R1 is set for a predetermined period so as to keep the vehicle 1 traveling in the lane 5 L , which is a travel route, in accordance with the shape of the road 5. Specifically, the first travel route R1 is set so that the vehicle 1 maintains traveling near the center of the lane 5 L in the straight line segments 5a and 5c, and the vehicle 1 is from the width direction center of the lane 5 L in the curve segment 5b. It is also set to travel on the inside or in side (the center O side of the radius of curvature L of the curve section).

ECU10は、車載カメラ21により撮像された車両1の周囲の画像データの画像認識処理を実行し、車線両端部6L,6Rを検出する。車線両端部は、上述のように、区画線(白線等)や路肩等である。更に、ECU10は、検出した車線両端部6L,6Rに基づいて、車線5Lの車線幅W及びカーブ区間5bの曲率半径Lを算出する。また、ナビゲーションシステム30の地図情報から車線幅W及び曲率半径Lを取得してもよい。更に、ECU10は、画像データから速度標識Sや路面上に表示された制限速度を読み取る。なお、上述のように、制限速度を外部からの無線通信により取得してもよい。 The ECU 10 executes image recognition processing of image data around the vehicle 1 captured by the on-vehicle camera 21 and detects both lane ends 6 L and 6 R. Both ends of the lane are, as described above, dividing lines (such as white lines) and road shoulders. Further, the ECU 10 calculates the lane width W of the lane 5 L and the curvature radius L of the curve section 5 b based on the detected both lane ends 6 L and 6 R. The lane width W and the curvature radius L may be acquired from the map information of the navigation system 30. Furthermore, the ECU 10 reads the speed sign S and the speed limit displayed on the road surface from the image data. Note that, as described above, the speed limit may be acquired by wireless communication from the outside.

ECU10は、直線区間5a,5cでは、車線両端部6L,6Rの幅方向の中央部を車両1の幅方向中央部(例えば、重心位置)が通過するように、第1走行経路R1の複数の目標位置P1_kを設定する。 ECU10 is straight section 5a, the 5c, a width direction central portion of the center in the width direction of the lane end portions 6 L, 6 R vehicle 1 (e.g., center of gravity position) so as to pass through the first traveling route R1 A plurality of target positions P1_k are set.

一方、ECU10は、カーブ区間5bでは、カーブ区間5bの長手方向の中央位置P1_cにおいて、車線5Lの幅方向中央位置からイン側への変位量Wsを最大に設定する。この変位量Wsは、曲率半径L,車線幅W,車両1の幅寸法D(ECU10のメモリに格納された規定値)に基づいて計算される。そして、ECU10は、カーブ区間5bの中央位置P1_cと直線区間5a,5cの幅方向中央位置とを滑らかにつなぐように第1走行経路R1の複数の目標位置P1_kを設定する。なお、カーブ区間5bへの進入前後においても、直線区間5a,5cのイン側に第1走行経路R1を設定してもよい。 Meanwhile, ECU 10 is in the curve section 5b, in the longitudinal direction of the center position P1_c curve section 5b, sets the widthwise center position of the lane 5 L maximum displacement amount Ws to the in-side. The displacement amount Ws is calculated based on the curvature radius L, the lane width W, and the width dimension D of the vehicle 1 (a prescribed value stored in the memory of the ECU 10). Then, the ECU 10 sets a plurality of target positions P1_k of the first travel route R1 so as to smoothly connect the central position P1_c of the curve section 5b and the widthwise central position of the straight sections 5a and 5c. Before and after entering the curve section 5b, the first travel route R1 may be set on the in-side of the straight sections 5a and 5c.

第1走行経路R1の各目標位置P1_kにおける目標速度V1_kは、原則的に、運転者が運転者操作部35の設定車速入力部37によって又はシステム100によって予め設定された所定の設定車速(一定速度)に設定される。しかしながら、この設定車速が、速度標識S等から取得された制限速度、又は、カーブ区間5bの曲率半径Lに応じて規定される制限速度を超える場合、走行経路上の各目標位置P1_kの目標速度V1_kは、2つの制限速度のうち、より低速な制限速度に制限される。さらに、ECU10は、車両1の現在の挙動状態(即ち、車速,加速度,ヨーレート,操舵角,横加速度等)に応じて、目標位置P1_k,目標車速V1_kを適宜に補正する。例えば、現車速が設定車速から大きく異なっている場合は、車速を設定車速に近づけるように目標車速が補正される。   The target speed V1_k at each target position P1_k of the first travel route R1 is, in principle, a predetermined set vehicle speed preset by the driver by the set vehicle speed input unit 37 of the driver operation unit 35 or by the system 100 Set to). However, when the set vehicle speed exceeds the speed limit acquired from the speed mark S or the like or the speed limit defined in accordance with the curvature radius L of the curve section 5b, the target speed of each target position P1_k on the traveling route V1_k is limited to the slower speed limit of the two speed limits. Furthermore, the ECU 10 appropriately corrects the target position P1_k and the target vehicle speed V1_k according to the current behavior state of the vehicle 1 (ie, vehicle speed, acceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, etc.). For example, if the current vehicle speed is significantly different from the set vehicle speed, the target vehicle speed is corrected such that the vehicle speed approaches the set vehicle speed.

(第2走行経路)
また、図3に示すように、第2走行経路R2は、先行車3の走行軌跡を追従するように所定期間分だけ設定される。ECU10は、車載カメラ21による画像データ,ミリ波レーダ22による測定データ,車速センサ23による車両1の車速に基づいて、車両1の走行する車線5L上の先行車3の位置及び速度を継続的に計算して、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車3の走行軌跡を第2走行経路R2(目標位置P2_k、目標速度V2_k)として設定する。
(Second travel route)
Further, as shown in FIG. 3, the second traveling route R2 is set for a predetermined period so as to follow the traveling locus of the preceding vehicle 3. The ECU 10 continues the position and speed of the preceding vehicle 3 on the lane 5 L on which the vehicle 1 travels based on the image data by the on-vehicle camera 21, the measurement data by the millimeter wave radar 22, and the vehicle speed of the vehicle 1 by the vehicle speed sensor 23. These are calculated as leading vehicle trajectory information, and the traveling trajectory of the leading vehicle 3 is set as a second traveling route R2 (target position P2_k, target velocity V2_k) based on the leading vehicle trajectory information.

(第3走行経路)
また、図4に示すように、第3走行経路R3は、運転者による車両1の現在の運転状態に基づいて所定期間分だけ設定される。即ち、第3走行経路R3は、車両1の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
ECU10は、車両1の操舵角,ヨーレート,横加速度に基づいて、所定期間分の第3走行経路R3の目標位置P3_kを計算する。ただし、ECU10は、車線両端部が検出される場合、計算された第3走行経路R3が車線端部に近接又は交差しないように、目標位置P3_kを補正する。
(Third travel route)
Further, as shown in FIG. 4, the third travel route R3 is set for a predetermined period based on the current driving state of the vehicle 1 by the driver. That is, the third travel route R3 is set based on the position and speed estimated from the current travel behavior of the vehicle 1.
The ECU 10 calculates a target position P3_k of the third travel route R3 for a predetermined period based on the steering angle, the yaw rate, and the lateral acceleration of the vehicle 1. However, when both ends of the lane are detected, the ECU 10 corrects the target position P3_k so that the calculated third travel route R3 does not approach or intersect the lane end.

また、ECU10は、車両1の現在の車速,加速度に基づいて、所定期間分の第3走行経路R3の目標速度V3_kを計算する。なお、目標速度V3_kが速度標識S等から取得された制限速度を超えてしまう場合は、制限速度を超えないように目標速度V3_kを補正してもよい。   Further, the ECU 10 calculates a target speed V3_k of the third travel route R3 for a predetermined period based on the current vehicle speed and acceleration of the vehicle 1. If the target speed V3_k exceeds the speed limit acquired from the speed mark S or the like, the target speed V3_k may be corrected so as not to exceed the speed limit.

次に、本実施形態による車両制御システム100における運転支援モードと走行経路との関係について説明する。本実施形態では、運転者がモード選択スイッチ36を操作して1つの運転支援モードを選択すると、ECU10が、センサ等による測定データに応じて、第1走行経路R1〜第3走行経路R3のうち、いずれか1つを選択するように構成されている。   Next, the relationship between the driving support mode and the travel route in the vehicle control system 100 according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, when the driver operates the mode selection switch 36 to select one driving support mode, the ECU 10 selects one of the first travel route R1 to the third travel route R3 according to measurement data from a sensor or the like. , Is configured to select one.

先行車追従モードの選択時には、車線両端部が検出されていると、先行車の有無にかかわらず、第1走行経路が適用される。この場合、設定車速入力部37によって設定された設定車速が目標速度となる。
一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、第2走行経路が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、第3走行経路が適用される。
When the preceding vehicle follow-up mode is selected, when both ends of the lane are detected, the first travel route is applied regardless of the presence or absence of the preceding vehicle. In this case, the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 is the target speed.
On the other hand, when the preceding vehicle follow-up mode is selected, the second travel route is applied when the both ends of the lane are not detected and the preceding vehicle is detected. In this case, the target speed is set in accordance with the vehicle speed of the preceding vehicle. Further, at the time of selection of the preceding vehicle follow-up mode, the third travel route is applied when both ends of the lane are not detected and no preceding vehicle is also detected.

また、レーンキープ制御モードの選択時において、車両両端部が検出されていると、第1走行経路が適用される。しかしながら、目標速度については、車両1の現在の走行挙動から推定される速度に基づいて設定される。また、レーンキープ制御モードの選択時において、車両両端部が検出されていないと、第3走行経路が適用される。   In addition, when the lane keep control mode is selected, if both end portions of the vehicle are detected, the first travel route is applied. However, the target speed is set based on the speed estimated from the current traveling behavior of the vehicle 1. In addition, at the time of selection of the lane keeping control mode, if both end portions of the vehicle are not detected, the third travel route is applied.

また、自動速度制御モードの選択時には、第3走行経路が適用される。自動速度制御モードは、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、設定車速入力部37によって設定された設定車速が目標速度となる。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。   Further, at the time of selection of the automatic speed control mode, the third travel route is applied. The automatic speed control mode is a mode for automatically executing speed control as described above, and the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 becomes the target speed. In addition, steering control is performed based on the operation of the steering wheel by the driver.

また、速度制限モードの選択時にも第3走行経路が適用される。速度制限モードも、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、目標速度は、制限速度以下の範囲で、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じて設定される。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。   The third travel route is also applied when the speed limit mode is selected. The speed limit mode is also a mode in which the speed control is automatically executed as described above, and the target speed is set in a range equal to or less than the speed limit in accordance with the depression amount of the accelerator pedal by the driver. In addition, steering control is performed based on the operation of the steering wheel by the driver.

また、基本制御モード(オフモード)の選択時には、第3走行経路が適用される。基本制御モードは、基本的に、速度制限モードにおいて制限速度が設定されない状態と同様である。   Further, at the time of selection of the basic control mode (off mode), the third travel route is applied. The basic control mode is basically the same as the state in which the speed limit is not set in the speed limit mode.

次に、図5〜図8を参照して、本実施形態による車両制御システム100において実行される障害物回避制御及びこれに伴う走行経路補正処理について説明する。図5は障害物回避制御の説明図、図6は障害物回避制御における障害物と車両との間のすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図、図7は走行経路補正処理の説明図、図8は車両モデルの説明図である。
図5では、車両1は走行路(車線)7上を走行しており、走行中又は停車中の車両3とすれ違って、車両3を追い抜こうとしている。
Next, obstacle avoidance control executed in the vehicle control system 100 according to the present embodiment and traveling route correction processing associated therewith will be described with reference to FIGS. 5 to 8. FIG. 5 is an explanatory view of obstacle avoidance control, FIG. 6 is an explanatory view showing a relationship between an allowable upper limit value of passing speed between an obstacle and a vehicle in the obstacle avoidance control and clearance, and FIG. FIG. 8 is an explanatory view of a vehicle model.
In FIG. 5, the vehicle 1 is traveling on a traveling path (lane) 7 and is about to pass the vehicle 3 by passing the vehicle 3 while driving or stopping.

一般に、道路上又は道路付近の障害物(例えば、先行車、駐車車両、歩行者等)とすれ違うとき(又は追い抜くとき)、車両1の運転者は、進行方向に対して直交する横方向において、車両1と障害物との間に所定のクリアランス又は間隔(横方向距離)を保ち、且つ、車両1の運転者が安全と感じる速度に減速する。具体的には、先行車が急に進路変更したり、障害物の死角から歩行者が出てきたり、駐車車両のドアが開いたりするといった危険を回避するため、クリアランスが小さいほど、障害物に対する相対速度は小さくされる。   Generally, when passing (or overtaking) an obstacle on the road or in the vicinity of the road (for example, a preceding vehicle, a parked vehicle, a pedestrian, etc.), the driver of the vehicle 1 operates in the lateral direction orthogonal to the traveling direction. A predetermined clearance or interval (lateral distance) is maintained between the vehicle 1 and the obstacle, and the vehicle 1 is decelerated to a speed that the driver of the vehicle 1 feels safe. More specifically, the smaller the clearance, the less the clearance for the obstacle, in order to avoid the danger that the preceding vehicle will suddenly change course, the pedestrian will come out from the blind spot of the obstacle, or the door of the parked vehicle will open. The relative speed is reduced.

また、一般に、後方から先行車に近づいているとき、車両1の運転者は、進行方向に沿った車間距離(縦方向距離)に応じて速度(相対速度)を調整する。具体的には、車間距離が大きいときは、接近速度(相対速度)が大きく維持されるが、車間距離が小さくなると、接近速度は低速にされる。そして、所定の車間距離で両車両の間の相対速度はゼロとなる。これは、先行車が駐車車両であっても同様である。   In general, when approaching the preceding vehicle from the rear, the driver of the vehicle 1 adjusts the speed (relative speed) in accordance with the inter-vehicle distance (longitudinal distance) along the traveling direction. Specifically, when the inter-vehicle distance is large, the approach speed (relative speed) is maintained large, but when the inter-vehicle distance is small, the approach speed is reduced. Then, at a predetermined inter-vehicle distance, the relative speed between both vehicles is zero. This is the same even if the preceding vehicle is a parked vehicle.

このように、運転者は、障害物と車両1との間の距離(横方向距離及び縦方向距離を含む)と相対速度との関係を考慮しながら、危険を回避するように車両1を運転している。   In this manner, the driver drives the vehicle 1 to avoid danger while considering the relationship between the distance between the obstacle and the vehicle 1 (including the lateral distance and the longitudinal distance) and the relative speed. doing.

そこで、本実施形態では、図5に示すように、車両1は、車両1から検知される障害物(例えば、駐車車両3)に対して、障害物の周囲に(横方向領域、後方領域、及び前方領域にわたって)又は少なくとも障害物と車両1との間に、車両1の進行方向における相対速度についての許容上限値を規定する2次元分布(速度分布領域40)を設定するように構成されている。速度分布領域40では、障害物の周囲の各点において、相対速度の許容上限値Vlimが設定されている。本実施形態では、すべての運転支援モードにおいて、障害物に対する車両1の相対速度が速度分布領域40内の許容上限値Vlimを超えることを防止するための障害物回避制御が実施される。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, with respect to the obstacle detected from the vehicle 1 (for example, the parked vehicle 3), the vehicle 1 may And over the front area) or at least between the obstacle and the vehicle 1, configured to set a two-dimensional distribution (speed distribution area 40) defining an allowable upper limit value for the relative speed in the traveling direction of the vehicle 1 There is. In the velocity distribution area 40, an allowable upper limit value V lim of the relative velocity is set at each point around the obstacle. In the present embodiment, obstacle avoidance control is performed to prevent the relative speed of the vehicle 1 with respect to the obstacle from exceeding the allowable upper limit value V lim in the speed distribution region 40 in all the driving support modes.

図5から分かるように、速度分布領域40は、原則的に、障害物からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど(障害物に近づくほど)、相対速度の許容上限値が小さくなるように設定される。また、図5では、理解の容易のため、同じ許容上限値を有する点を連結した等相対速度線が示されている。等相対速度線a,b,c,dは、それぞれ許容上限値Vlimが0km/h,20km/h,40km/h,60km/hに相当する。本例では、各等相対速度領域は、略矩形に設定されている。 As can be seen from FIG. 5, in principle, the lower the lateral distance and the vertical distance from the obstacle (the closer to the obstacle), the smaller the upper limit of the relative speed becomes. It is set. Also, in FIG. 5, equal relative velocity lines are shown in which points having the same allowable upper limit value are connected for easy understanding. The equal relative speed lines a, b, c, d correspond to 0 km / h, 20 km / h, 40 km / h, and 60 km / h, respectively, of the allowable upper limit value V lim . In this example, each equal relative velocity area is set to be substantially rectangular.

なお、速度分布領域40は、必ずしも障害物の全周にわたって設定されなくてもよく、少なくとも障害物の後方、及び、車両1が存在する障害物の横方向の一方側(図5では、車両3の右側領域)に設定されればよい。   The velocity distribution region 40 does not necessarily have to be set all around the obstacle, and at least behind the obstacle and on one side of the obstacle where the vehicle 1 is located (the vehicle 3 in FIG. 5). In the right area of

図6に示すように、車両1がある絶対速度で走行するときにおいて、障害物の横方向に設定される許容上限値Vlimは、クリアランスXがD0(安全距離)までは0(ゼロ)km/hであり、D0以上で2次関数的に増加する(Vlim=k(X−D02。ただし、X≧D0)。即ち、安全確保のため、クリアランスXがD0以下では車両1は相対速度がゼロとなる。一方、クリアランスXがD0以上では、クリアランスが大きくなるほど、車両1は大きな相対速度ですれ違うことが可能となる。 As shown in FIG. 6, when the vehicle 1 travels at a certain absolute speed, the allowable upper limit value V lim set in the lateral direction of the obstacle is 0 (zero) until the clearance X is D 0 (safety distance). It is km / h, and increases quadratically above D 0 (V lim = k (X−D 0 ) 2 , where X ≧ D 0 ). That is, since the safety clearance X is the vehicle 1 is the relative speed is zero at D 0 below. On the other hand, the clearance X is D 0 or more, the clearance is larger, the vehicle 1 makes it possible to pass each other at a large relative speed.

図6の例では、障害物の横方向における許容上限値は、Vlim=f(X)=k(X−D02で定義されている。なお、kは、Xに対するVlimの変化度合いに関連するゲイン係数であり、障害物の種類等に依存して設定される。また、D0も障害物の種類等に依存して設定される。 In the example of FIG. 6, the allowable upper limit value in the lateral direction of the obstacle is defined by V lim = f (X) = k (X−D 0 ) 2 . Here, k is a gain coefficient related to the degree of change of V lim with respect to X, and is set depending on the type of obstacle or the like. Further, D 0 is also set depending on the type of obstacle or the like.

なお、本実施形態では、VlimがXの2次関数となるように定義されているが、これに限らず、他の関数(例えば、一次関数等)で定義されてもよい。また、図6を参照して、障害物の横方向の許容上限値Vlimについて説明したが、障害物の縦方向を含むすべての径方向について同様に設定することができる。その際、係数k、安全距離D0は、障害物からの方向に応じて設定することができる。 In the present embodiment, V lim is defined to be a quadratic function of X. However, the present invention is not limited to this and may be defined by another function (for example, a linear function or the like). Further, although the allowable upper limit value V lim in the lateral direction of the obstacle has been described with reference to FIG. 6, the same may be applied to all radial directions including the longitudinal direction of the obstacle. At that time, the coefficient k and the safety distance D 0 can be set according to the direction from the obstacle.

なお、速度分布領域40は、種々のパラメータに基づいて設定することが可能である。パラメータとして、例えば、車両1と障害物の相対速度、障害物の種類、車両1の進行方向、障害物の移動方向及び移動速度、障害物の長さ、車両1の絶対速度等を考慮することができる。即ち、これらのパラメータに基づいて、係数k及び安全距離D0を選択することができる。 The velocity distribution area 40 can be set based on various parameters. As parameters, for example, the relative speed between the vehicle 1 and the obstacle, the type of obstacle, the traveling direction of the vehicle 1, the moving direction and moving speed of the obstacle, the length of the obstacle, the absolute speed of the vehicle 1, etc. Can. That is, based on these parameters, the coefficient k and the safe distance D 0 can be selected.

また、本実施形態において、障害物は、車両,歩行者,自転車,崖,溝,穴,落下物等を含む。更に、車両は、自動車,トラック,自動二輪で区別可能である。歩行者は、大人,子供,集団で区別可能である。   Further, in the present embodiment, the obstacle includes a vehicle, a pedestrian, a bicycle, a cliff, a ditch, a hole, a falling object and the like. Furthermore, vehicles can be distinguished by cars, trucks, and motorcycles. Pedestrians are distinguishable among adults, children and groups.

図5に示すように、車両1が走行路7上を走行しているとき、車両1のECU10は、車載カメラ21から画像データに基づいて障害物(車両3)を検出する。このとき、障害物の種類(この場合は、車両、歩行者)が特定される。   As shown in FIG. 5, when the vehicle 1 travels on the traveling path 7, the ECU 10 of the vehicle 1 detects an obstacle (vehicle 3) from the on-vehicle camera 21 based on the image data. At this time, the type of obstacle (in this case, a vehicle or a pedestrian) is identified.

また、ECU10は、ミリ波レーダ22の測定データ及び車速センサ23の車速データに基づいて、車両1に対する障害物(車両3)の位置及び相対速度並びに絶対速度を算出する。なお、障害物の位置は、車両1の進行方向に沿ったx方向位置(縦方向距離)と、進行方向と直交する横方向に沿ったy方向位置(横方向距離)が含まれる。   Further, the ECU 10 calculates the position and relative speed of the obstacle (vehicle 3) relative to the vehicle 1 and the absolute speed based on the measurement data of the millimeter wave radar 22 and the vehicle speed data of the vehicle speed sensor 23. The position of the obstacle includes an x-direction position (longitudinal distance) along the traveling direction of the vehicle 1 and a y-direction position (lateral distance) along the lateral direction orthogonal to the traveling direction.

ECU10は、検知したすべての障害物(図5の場合、車両3)について、それぞれ速度分布領域40を設定する。そして、ECU10は、車両1の速度が速度分布領域40の許容上限値Vlimを超えないように障害物回避制御を行う。このため、ECU10は、障害物回避制御に伴い、運転者の選択した運転支援モードに応じて適用された目標走行経路を補正する。 The ECU 10 sets the speed distribution area 40 for all the detected obstacles (the vehicle 3 in the case of FIG. 5). Then, the ECU 10 performs obstacle avoidance control so that the speed of the vehicle 1 does not exceed the allowable upper limit value V lim of the speed distribution region 40. Therefore, the ECU 10 corrects the target travel route applied in accordance with the driving support mode selected by the driver in accordance with the obstacle avoidance control.

即ち、目標走行経路を車両1が走行すると、ある目標位置において目標速度が速度分布領域40によって規定された許容上限値を超えてしまう場合には、目標位置を変更することなく目標速度を低下させるか(図5の経路Rc1)、目標速度を変更することなく目標速度が許容上限値を超えないように迂回経路上に目標位置を変更するか(図5の経路Rc3)、目標位置及び目標速度の両方が変更される(図5の経路Rc2)。   That is, when the vehicle 1 travels on the target traveling route, if the target speed exceeds the allowable upper limit defined by the speed distribution area 40 at a certain target position, the target speed is decreased without changing the target position. (Route Rc1 in FIG. 5), change the target position on the bypass route so that the target velocity does not exceed the allowable upper limit without changing the target velocity (route Rc3 in FIG. 5), the target position and the target velocity Both are changed (path Rc2 in FIG. 5).

例えば、図5は、計算されていた目標走行経路Rが、走行路7の幅方向の中央位置(目標位置)を60km/h(目標速度)で走行する経路であった場合を示している。この場合、前方に駐車車両3が障害物として存在するが、上述のように、目標走行経路Rの計算段階においては、計算負荷の低減のため、この障害物は考慮されていない。   For example, FIG. 5 shows a case where the calculated target travel route R travels at a central position (target position) in the width direction of the travel route 7 at 60 km / h (target speed). In this case, the parked vehicle 3 is present as an obstacle ahead, but as described above, this obstacle is not taken into consideration in the calculation of the target travel route R because of the reduction of the calculation load.

目標走行経路Rを走行すると、車両1は、速度分布領域40の等相対速度線d,c,c,dを順に横切ることになる。即ち、60km/hで走行する車両1が等相対速度線d(許容上限値Vlim=60km/h)の内側の領域に進入することになる。したがって、ECU10は、目標走行経路Rの各目標位置における目標速度を許容上限値Vlim以下に制限するように目標走行経路Rを補正して、補正後の目標走行経路Rc1を生成する。即ち、補正後の目標走行経路Rc1では、各目標位置において目標車速が許容上限値Vlim以下となるように、車両3に接近するに連れて目標速度が徐々に40km/h未満に低下し、その後、車両3から遠ざかるに連れて目標速度が元の60km/hまで徐々に増加される。 When traveling on the target traveling route R, the vehicle 1 crosses the equal relative velocity lines d, c, c, d of the velocity distribution area 40 in order. That is, the vehicle 1 traveling at 60 km / h enters an area inside the equal relative speed line d (permissible upper limit value V lim = 60 km / h). Therefore, the ECU 10 corrects the target travel route R so as to limit the target speed at each target position of the target travel route R to the allowable upper limit value V lim or less, and generates a corrected target travel route Rc1. That is, in the target travel route Rc1 after correction, the target speed gradually decreases to less than 40 km / h as the vehicle 3 approaches, so that the target vehicle speed becomes the allowable upper limit value V lim or less at each target position. Thereafter, as the vehicle 3 is moved away, the target speed is gradually increased to the original 60 km / h.

また、目標走行経路Rc3は、目標走行経路Rの目標速度(60km/h)を変更せず、このため等相対速度線d(相対速度60km/hに相当)の外側を走行するように設定された経路である。ECU10は、目標走行経路Rの目標速度を維持するため、目標位置が等相対速度線d上又はその外側に位置するように目標位置を変更するように目標走行経路Rを補正して、目標走行経路Rc3を生成する。したがって、目標走行経路Rc3の目標速度は、目標走行経路Rの目標速度であった60km/hに維持される。   Further, the target travel route Rc3 is set so as to travel outside the equal relative speed line d (corresponding to a relative velocity of 60 km / h) without changing the target velocity (60 km / h) of the target travel route R. Route. The ECU 10 corrects the target travel route R so as to change the target position so that the target position is located on the equal relative speed line d or outside thereof in order to maintain the target speed of the target travel route R, Generate a route Rc3. Therefore, the target speed of the target travel route Rc3 is maintained at 60 km / h, which is the target speed of the target travel route R.

また、目標走行経路Rc2は、目標走行経路Rの目標位置及び目標速度の両方が変更された経路である。目標走行経路Rc2では、目標速度は、60km/hには維持されず、車両3に接近するに連れて徐々に低下し、その後、車両3から遠ざかるに連れて元の60km/hまで徐々に増加される。   Further, the target travel route Rc2 is a route in which both the target position and the target speed of the target travel route R have been changed. In the target travel route Rc2, the target speed is not maintained at 60 km / h, and gradually decreases as the vehicle 3 is approached, and then gradually increases up to the original 60 km / h as the distance from the vehicle 3 Be done.

目標走行経路Rc1のように、目標走行経路Rの目標位置を変更せず、目標速度のみを変更する補正は、速度制御を伴うが、ステアリング制御を伴わない運転支援モードに適用することができる(例えば、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード)。
また、目標走行経路Rc3のように、目標走行経路Rの目標速度を変更せず、目標位置のみを変更する補正は、ステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード、レーンキープ制御モード)。
また、目標走行経路Rc2のように、目標走行経路Rの目標位置及び目標速度を共に変更する補正は、速度制御及びステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。
The correction that changes only the target speed without changing the target position of the target travel route R like the target travel route Rc1 can be applied to a driving support mode that involves speed control but does not involve steering control ( For example, automatic speed control mode, speed limit mode, basic control mode).
Further, as in the target travel route Rc3, the correction for changing only the target position without changing the target speed of the target travel route R can be applied to the driving support mode with steering control (for example, following vehicle Mode, lane keeping control mode).
Further, as in the target travel route Rc2, a correction that changes both the target position and the target speed of the target travel route R can be applied to the driving support mode with speed control and steering control (for example, the following vehicle follow-up mode ).

次に、図7に示すように、ECU10は、目標走行経路計算部10aとして機能し、上述のセンサ情報等に基づいて、目標走行経路Rを計算する。そして、障害物検出時には、ECU10(目標走行経路計算部10a)は、走行経路補正処理により、運転支援モード等に応じて、補正走行経路R1〜R3を計算する。本実施形態では、この走行経路補正処理は、評価関数Jを用いた最適化処理である。   Next, as shown in FIG. 7, the ECU 10 functions as the target travel route calculation unit 10a, and calculates the target travel route R based on the above-described sensor information and the like. Then, at the time of obstacle detection, the ECU 10 (target travel route calculation unit 10a) calculates the correction travel routes R1 to R3 according to the driving support mode and the like by the travel route correction processing. In the present embodiment, the travel route correction process is an optimization process using an evaluation function J.

ECU10は、評価関数J、制約条件及び車両モデルをメモリ内に記憶している。ECU10は、走行経路補正処理において、制約条件及び車両モデルを満たす範囲で、評価関数Jが最小になる補正走行経路を算出する(最適化処理)。   The ECU 10 stores the evaluation function J, the constraints and the vehicle model in a memory. The ECU 10 calculates a corrected travel route that minimizes the evaluation function J in the travel route correction process within a range that satisfies the constraint conditions and the vehicle model (optimization process).

評価関数Jは、複数の評価ファクタを有する。本例の評価ファクタは、例えば、速度(縦方向及び横方向)、加速度(縦方向及び横方向)、加速度変化量(縦方向及び横方向)、ヨーレート、車線中心に対する横位置、車両角度、操舵角、その他ソフト制約について、目標走行経路と補正走行経路との差を評価するための関数である。   The evaluation function J has a plurality of evaluation factors. The evaluation factors in this example are, for example, velocity (longitudinal and lateral), acceleration (longitudinal and lateral), acceleration variation (longitudinal and lateral), yaw rate, lateral position relative to lane center, vehicle angle, steering It is a function for evaluating the difference between the target travel route and the correction travel route with respect to corners and other soft constraints.

評価ファクタには、車両1の縦方向の挙動に関する評価ファクタ(縦方向評価ファクタ:縦方向の速度、加速度、加速度変化量等)と、車両1の横方向の挙動に関する評価ファクタ(横方向評価ファクタ:横方向の速度、加速度、加速度変化量、ヨーレート、車線中心に対する横位置、車両角度、操舵角等)が含まれる。   The evaluation factors include an evaluation factor related to the longitudinal behavior of the vehicle 1 (longitudinal evaluation factor: longitudinal velocity, acceleration, acceleration change amount, etc.) and an evaluation factor related to the lateral behavior of the vehicle 1 (horizontal evaluation factor) : Lateral velocity, acceleration, acceleration change amount, yaw rate, lateral position with respect to lane center, vehicle angle, steering angle, etc. are included.

具体的には、評価関数Jは、以下の式で記述される。

Figure 2019043191
Specifically, the evaluation function J is described by the following equation.
Figure 2019043191

式中、Wk(Xk−Xrefk)2は評価ファクタ、Xkは補正走行経路の評価ファクタに関する物理量、Xrefkは目標走行経路(補正前)の評価ファクタに関する物理量、Wkは評価ファクタの重み値(例えば、0≦Wk≦1)である(但し、k=1〜n)。したがって、本実施形態の評価関数Jは、n個の評価ファクタの物理量について、障害物が存在しないと仮定して計算された目標走行経路(補正前)の物理量に対する補正走行経路の物理量の差の2乗の和を重み付けして、所定期間(例えば、N=3秒)の走行経路長にわたって合計した値に相当する。 Where Wk (Xk-Xrefk) 2 is an evaluation factor, Xk is a physical quantity related to the evaluation factor of the corrected travel route, Xrefk is a physical quantity related to the evaluation factor of the target travel route (before correction), Wk is a weight value of the evaluation factor (for example, It is 0 <= Wk <= 1) (however, k = 1-n). Therefore, the evaluation function J of this embodiment is the difference between the physical quantity of the corrected travel path and the physical quantity of the target travel path (before correction) calculated on the assumption that no obstacle exists for the physical quantities of n evaluation factors. The sum of the squares is weighted, which corresponds to a value summed over the traveling path length for a predetermined period (for example, N = 3 seconds).

制約条件は、車両1の挙動を制限する少なくとも1つの制約ファクタを含む。各制約ファクタは、いずれかの評価ファクタと直接的又は間接的に関連している。したがって、制約条件により車両1の挙動(即ち、評価ファクタの物理量)が制限されることにより、評価関数Jによる最適化処理を早期に収束させることが可能となり、計算時間を短縮することができる。なお、制約条件は、運転支援モードに応じて異なって設定される。   The constraints include at least one constraint factor that limits the behavior of the vehicle 1. Each constraint factor is directly or indirectly related to any evaluation factor. Therefore, by restricting the behavior of the vehicle 1 (that is, the physical quantity of the evaluation factor) by the constraint condition, the optimization process by the evaluation function J can be converged early, and the calculation time can be shortened. The constraint conditions are set differently depending on the driving support mode.

本例の制約ファクタには、例えば、速度(縦方向及び横方向)、加速度(縦方向及び横方向)、加速度変化量(縦方向及び横方向)、車速時間偏差、中心位置に対する横位置、車間距離時間偏差、操舵角、操舵角速度、操舵トルク、操舵トルクレート、ヨーレート、車両角度が含まれる。これら制約ファクタには、許容される数値範囲がそれぞれ設定されている(例えば、−4m/s2≦縦加速度≦3m/s2、−5m/s2≦横加速度≦5m/s2)。例えば、乗り心地に大きな影響を及ぼす縦方向及び横方向の加速度が制約条件によって制限されることにより、補正走行経路での縦G及び横Gの最大値を制限することができる。 Constraint factors in this example include, for example, speed (longitudinal and lateral), acceleration (longitudinal and lateral), acceleration variation (longitudinal and lateral), vehicle speed time deviation, lateral position relative to center position, inter-vehicle distance The distance time deviation, the steering angle, the steering angular velocity, the steering torque, the steering torque rate, the yaw rate, and the vehicle angle are included. These constraints factors, numerical range permitted is set, respectively (e.g., -4m / s 2 ≦ longitudinal acceleration ≦ 3m / s 2, -5m / s 2 ≦ lateral acceleration ≦ 5m / s 2). For example, it is possible to limit the maximum values of longitudinal G and lateral G on the corrected travel path by limiting the longitudinal and lateral accelerations that greatly affect the ride comfort by the constraint condition.

車両モデルは、車両1の物理的な運動を規定するものであり、以下の運動方程式で記述される。この車両モデルは、本例では図8に示す2輪モデルである。車両モデルにより車両1の物理的な運動が規定されることにより、走行時の違和感が低減された補正走行経路を算出することができると共に、評価関数Jによる最適化処理を早期に収束させることができる。   The vehicle model defines the physical motion of the vehicle 1 and is described by the following equation of motion. This vehicle model is a two-wheel model shown in FIG. 8 in this example. By defining the physical movement of the vehicle 1 by the vehicle model, it is possible to calculate a corrected traveling route with reduced discomfort when traveling, and at the same time to make the optimization process by the evaluation function J converge early. it can.

Figure 2019043191

Figure 2019043191
Figure 2019043191

Figure 2019043191

図8及び式中、mは車両1の質量、Iは車両1のヨーイング慣性モーメント、lはホイールベース、lfは車両重心点と前車軸間の距離、lrは車両重心点と後車軸間の距離、Kfは前輪1輪あたりのタイヤコーナリングパワー、Krは後輪1輪あたりのタイヤコーナリングパワー、Vは車両1の車速、δは前輪の実舵角、βは車両重心点の横すべり角、rは車両1のヨー角速度、θは車両1のヨー角、yは絶対空間に対する車両1の横変位、tは時間である。 In FIG. 8 and the formula, m is the mass of the vehicle 1, I is the yawing moment of the vehicle 1, l is the wheel base, l f is the distance between the vehicle center of gravity and the front axle, and l r is between the vehicle center of gravity and the rear axle Distance, K f is tire cornering power per front wheel, K r is tire cornering power per rear wheel, V is vehicle speed of vehicle 1, δ is actual steering angle of front wheel, and β is side slip of vehicle center of gravity The angle r is the yaw angular velocity of the vehicle 1, θ is the yaw angle of the vehicle 1, y is the lateral displacement of the vehicle 1 relative to the absolute space, and t is time.

ECU10は、目標走行経路、制約条件、車両モデル、障害物情報等に基づいて、多数の補正走行経路の中から、評価関数Jが最小になる補正走行経路を算出する。即ち、走行経路補正処理において、ECU10は、最適化問題の解を出力するソルバーとして機能する。したがって、最適解として算出される補正走行経路は、障害物に対して適度な距離と相対速度を確保しつつ、補正前の目標走行経路に最も沿う(近い)ものが選択される。   The ECU 10 calculates a correction travel route which minimizes the evaluation function J among the large number of correction travel routes, based on the target travel route, the constraint condition, the vehicle model, the obstacle information, and the like. That is, in the travel route correction process, the ECU 10 functions as a solver that outputs a solution of the optimization problem. Therefore, the corrected traveling route calculated as the optimal solution is selected to be the one (closest) closest to the target traveling route before correction while securing an appropriate distance and relative speed with respect to the obstacle.

また、本実施形態では、運転支援モードに応じて、評価関数の評価ファクタが設定される。即ち、ECU10内のメモリには、各運転支援モードに対して、対応する評価ファクタの重み値Wk(k=1〜n)のセットが記憶されている。したがって、ECU10は、運転支援モード選択信号に応じて評価ファクタの重み値のセットを読み込むことにより、異なる評価関数Jを用いる。   Further, in the present embodiment, the evaluation factor of the evaluation function is set according to the driving support mode. That is, a set of weight values Wk (k = 1 to n) of the corresponding evaluation factors is stored in the memory in the ECU 10 for each driving support mode. Therefore, the ECU 10 uses different evaluation functions J by reading a set of evaluation factor weights according to the driving support mode selection signal.

自動速度制御モードでは、運転者は、速度制御を車両1に依存するが、ステアリング操作を自ら実行する意思がある。即ち、運転者は、ステアリング操作への自動介入を要望していない。このため、縦方向評価ファクタに対して、横方向評価ファクタの重み値が小さい値に設定されている(例えば、ゼロ)。即ち、評価関数Jに対する横方向評価ファクタの寄与率が低く設定されている。これにより、ECU10による車両制御は、速度制御に重点が置かれ、ステアリング制御は運転者に依存する。   In the automatic speed control mode, the driver relies on the vehicle 1 for speed control but is willing to execute the steering operation by itself. That is, the driver does not request automatic intervention in the steering operation. For this reason, the weight value of the horizontal evaluation factor is set to a smaller value than the vertical evaluation factor (for example, zero). That is, the contribution rate of the lateral evaluation factor to the evaluation function J is set low. Thus, vehicle control by the ECU 10 is focused on speed control, and steering control depends on the driver.

レーンキープ制御モード(自動操舵制御モード)では、運転者は、操舵制御を車両1に依存するが、速度操作(アクセル、ブレーキ)を自ら実行する意思がある。即ち、運転者は、速度操作への自動介入を要望していない。このため、横方向評価ファクタに対して、縦方向評価ファクタの重み値が小さい値に設定されている(例えば、ゼロ)。即ち、評価関数Jに対する縦方向評価ファクタの寄与率が低く設定されている。これにより、ECU10による車両制御は、ステアリング制御に重点が置かれ、速度制御は運転者に依存する。   In the lane keeping control mode (automatic steering control mode), the driver relies on the vehicle 1 for steering control but has an intention to execute the speed operation (accelerator, brake) by itself. That is, the driver does not want automatic intervention in speed operation. For this reason, the weight value of the vertical evaluation factor is set to a smaller value than the horizontal evaluation factor (for example, zero). That is, the contribution rate of the vertical evaluation factor to the evaluation function J is set low. Thus, vehicle control by the ECU 10 focuses on steering control, and speed control depends on the driver.

先行車追従モードは、自動速度・操舵制御モードであり、運転者は、速度制御及びステアリング制御を車両1に依存する意思がある。このため、先行車追従モードでは、縦方向評価ファクタ及び横方向評価ファクタの重み値が適度な値に設定されている。即ち、横方向評価ファクタの重み値は、自動速度制御モードよりも大きく設定され、且つ、車両縦方向の挙動に関する重み値は、自動操舵制御モードよりも大きく設定されている。これにより、ECU10による車両制御は、速度制御とステアリング制御の両方に重点が置かれる。   The preceding vehicle following mode is an automatic speed / steering control mode, and the driver is willing to rely on the vehicle 1 for speed control and steering control. For this reason, in the preceding vehicle following mode, the weight values of the longitudinal evaluation factor and the lateral evaluation factor are set to appropriate values. That is, the weight value of the lateral evaluation factor is set larger than that in the automatic speed control mode, and the weight value related to the behavior in the vehicle longitudinal direction is set larger than that in the automatic steering control mode. Thus, vehicle control by the ECU 10 is focused on both speed control and steering control.

基本制御モードは、速度制御及びステアリング制御を自動的に実行しないモードであり、運転者は、速度制御及びステアリング制御を自ら実行する意思がある。基本制御モードでは、先行車や障害物との衝突に備えて(例えば、緊急時に車両1が操作をオーバーライドするために)、目標走行経路が計算される。このため、基本制御モードでは、横方向評価ファクタに対して、縦方向評価ファクタの重み値が大きい値に設定されている。即ち、評価関数Jに対する縦方向評価ファクタの寄与率が高く設定されている。これにより、ECU10による車両制御は、ステアリング制御よりも速度制御に重点が置かれる。また、評価関数Jが縦方向の加速と減速で異なる評価ファクタを有するように設定される場合は、縦方向の減速側評価ファクタの重み値を大きく設定して、縦方向の減速側評価ファクタの寄与率を高く設定することが好ましい。   The basic control mode is a mode in which speed control and steering control are not performed automatically, and the driver has an intention to execute speed control and steering control by himself. In the basic control mode, a target travel route is calculated in preparation for a collision with a preceding vehicle or an obstacle (for example, in the event of an emergency, the vehicle 1 overrides the operation). For this reason, in the basic control mode, the weight value of the vertical evaluation factor is set to a larger value than the horizontal evaluation factor. That is, the contribution rate of the vertical evaluation factor to the evaluation function J is set high. As a result, vehicle control by the ECU 10 emphasizes speed control over steering control. When the evaluation function J is set to have different evaluation factors for vertical acceleration and deceleration, the weight value of the deceleration side evaluation factor in the vertical direction is set large, and It is preferable to set the contribution rate high.

次に、図9〜図11を参照して、本実施形態の車両制御システム100における運転支援制御の処理フローを説明する。図9は運転支援制御の処理フローであり、図10は走行経路計算処理の処理フロー、図11は走行経路補正処理の処理フローである。   Next, with reference to FIGS. 9-11, the processing flow of the driving assistance control in the vehicle control system 100 of this embodiment is demonstrated. FIG. 9 is a processing flow of driving support control, FIG. 10 is a processing flow of travel route calculation processing, and FIG. 11 is a processing flow of travel route correction processing.

ECU10は、図9の処理フローを所定時間(例えば、0.1秒)ごとに繰り返して実行している。まず、ECU10は、情報取得処理を実行する(S11)。情報取得処理において、ECU10は、測位システム29及びナビゲーションシステム30から、現在車両位置情報及び地図情報を取得し(S11a)、車載カメラ21,ミリ波レーダ22,車速センサ23,加速度センサ24,ヨーレートセンサ25,運転者操作部35等からセンサ情報を取得し(S11b)、操舵角センサ26,アクセルセンサ27,ブレーキセンサ28等からスイッチ情報を取得する(S11c)。   The ECU 10 repeatedly executes the process flow of FIG. 9 every predetermined time (for example, 0.1 seconds). First, the ECU 10 executes an information acquisition process (S11). In the information acquisition process, the ECU 10 acquires current vehicle position information and map information from the positioning system 29 and the navigation system 30 (S11a), the on-vehicle camera 21, the millimeter wave radar 22, the vehicle speed sensor 23, the acceleration sensor 24, and the yaw rate sensor The sensor information is acquired from the driver operation unit 35 (S11b), and the switch information is acquired from the steering angle sensor 26, the accelerator sensor 27, the brake sensor 28 or the like (S11c).

次に、ECU10は、情報取得処理(S11)において取得した各種の情報を用いて所定の情報検出処理を実行する(S12)。情報検出処理において、ECU10は、現在車両位置情報及び地図情報並びにセンサ情報から、車両1の周囲及び前方エリアにおける走行路形状に関する走行路情報(直線区間及びカーブ区間の有無,各区間長さ,カーブ区間の曲率半径,車線幅,車線両端部位置,車線数,交差点の有無,カーブ曲率で規定される制限速度等)、走行規制情報(制限速度、赤信号等)、先行車軌跡情報(先行車の位置及び速度)を検出する(S12a)。   Next, the ECU 10 executes a predetermined information detection process using the various types of information acquired in the information acquisition process (S11) (S12). In the information detection process, the ECU 10 determines traveling path information (presence or absence of a straight section and a curved section, each section length, a curve, and the like of the traveling path shape around the vehicle 1 and the front area from the current vehicle position information, map information and sensor information. Section radius of curvature, lane width, both lanes position, number of lanes, number of intersections, existence of intersection, speed limit specified by curve curvature, etc., travel control information (speed limit, red light etc.) Position and velocity) is detected (S12a).

また、ECU10は、スイッチ情報から、運転者による車両操作に関する車両操作情報(操舵角,アクセルペダル踏み込み量,ブレーキペダル踏み込み量等)を検出し(S12b)、更に、スイッチ情報及びセンサ情報から、車両1の挙動に関する走行挙動情報(車速、縦加速度、横加速度、ヨーレート等)を検出する(S12c)。   Further, the ECU 10 detects vehicle operation information (steering angle, accelerator pedal depression amount, brake pedal depression amount, etc.) related to the vehicle operation by the driver from the switch information (S12b), and further, from the switch information and sensor information, the vehicle The traveling behavior information (vehicle speed, longitudinal acceleration, lateral acceleration, yaw rate, etc.) related to the behavior of 1 is detected (S12c).

次に、ECU10は、計算により得られた情報に基づいて、走行経路計算処理を実行する(S13)。走行経路計算処理では、上述のように、第1走行経路,第2走行経路,又は第3走行経路が計算される。   Next, the ECU 10 executes traveling route calculation processing based on the information obtained by the calculation (S13). In the travel route calculation process, as described above, the first travel route, the second travel route, or the third travel route is calculated.

更に、ECU10は、目標走行経路の補正処理を実行する(S14)。この走行経路補正処理では、ECU10は、障害物情報(例えば、図5に示した駐車車両3)に基づいて、目標走行経路を補正する。走行経路補正処理では、原則的に選択されている運転支援モードに応じて、速度制御及び/又はステアリング制御により、車両1に障害物を回避させるように、走行経路が補正される。   Furthermore, the ECU 10 executes a correction process of the target travel route (S14). In this travel route correction process, the ECU 10 corrects the target travel route based on obstacle information (for example, the parked vehicle 3 shown in FIG. 5). In the travel path correction process, the travel path is corrected so as to cause the vehicle 1 to avoid an obstacle by speed control and / or steering control according to the driving support mode selected in principle.

次に、ECU10は、選択されている運転支援モードに応じて、車両1が最終的に算出された走行経路上を走行するように、該当する制御システム(エンジン制御システム31,ブレーキ制御システム32,ステアリング制御システム33)へ要求信号を出力する(S15)。具体的には、ECU10は、走行挙動制御部として、算出された目標走行経路(補正走行経路)によって特定されるエンジン,ブレーキ,操舵の目標制御量に応じて、要求信号を生成して出力する。   Next, the ECU 10 controls the corresponding control system (the engine control system 31, the brake control system 32, and so on) so that the vehicle 1 travels on the travel route finally calculated in accordance with the selected driving support mode. A request signal is output to the steering control system 33) (S15). Specifically, the ECU 10 generates and outputs a request signal according to the target control amount of the engine, brake, and steering specified by the calculated target travel route (corrected travel route) as the travel behavior control unit. .

次に、図10を参照して、図9の走行経路計算処理(S13)の詳細な処理フローを説明する。
まず、ECU10は、モード選択スイッチ36から受け取っている運転支援モード選択信号に基づいて、運転者が先行車追従モードを選択しているか否かを判定する(S21)。
Next, with reference to FIG. 10, the detailed processing flow of the travel route calculation process (S13) of FIG. 9 will be described.
First, the ECU 10 determines, based on the driving support mode selection signal received from the mode selection switch 36, whether the driver has selected the preceding vehicle tracking mode (S21).

先行車追従モードが選択されている場合(S21;Yes)、ECU10は、センサ情報等に基づいて、車線両端部位置が検出されているか否かを判定する(S22)。車線両端部位置が検出されている場合(S22;Yes)、第1走行経路を目標走行経路として計算する(S23)。なお、先行車が検出されている場合は、先行車車速が目標車速として用いられ、先行車が検出されていない場合は、設定車速が目標車速として用いられる。   When the preceding vehicle follow-up mode is selected (S21; Yes), the ECU 10 determines whether or not the positions of both ends of the lane have been detected based on sensor information and the like (S22). When the both-lanes position is detected (S22; Yes), the first travel route is calculated as the target travel route (S23). When the preceding vehicle is detected, the preceding vehicle speed is used as the target vehicle speed, and when the preceding vehicle is not detected, the set vehicle speed is used as the target vehicle speed.

第1走行経路の計算処理では、ECU10は、設定車速,車線両端部,車線幅,制限速度,車速,縦加速度,ヨーレート,操舵角,横加速度等に基づいて、所定期間分(例えば、3秒)の走行経路R1を計算する。走行経路R1の目標位置は、直線区間では車線中央付近を走行するように、カーブ区間では旋回半径が大きくなるようにカーブのイン側を走行するように設定される。また、走行経路R1の目標速度は、設定車速,交通標識による制限車速,及びカーブ曲率により規定される制限車速のうち最も低速な速度を上限速度とするように設定される。   In the calculation process of the first travel route, the ECU 10 performs a predetermined period (for example, 3 seconds) based on the set vehicle speed, both lanes, lane width, speed limit, vehicle speed, longitudinal acceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, etc. The traveling route R1 of) is calculated. The target position of the travel route R1 is set so as to travel near the center of the lane in the straight section, and travel in the inward side of the curve so that the turning radius becomes larger in the curve section. Further, the target speed of the traveling route R1 is set to set the lowest speed as the upper limit speed among the set vehicle speed, the limited vehicle speed by the traffic sign, and the limited vehicle speed defined by the curve curvature.

また、車線両端部位置が検出されていない場合(S22;No)、ECU10は、センサ情報等に基づいて、先行車が検出されているか否かを判定する(S24)。
車線両端部位置は検出されていないが、先行車が検出されている場合(S24;Yes)、ECU10は、第2走行経路を目標走行経路として計算する(S25)。第2走行経路の計算処理では、ECU10は、センサ情報等から取得した先行車の先行車軌跡情報(位置及び速度)から、先行車と車両1との間に所定の車間距離を維持しつつ、車間距離を走行する時間分だけ遅れて先行車の挙動(位置及び速度)に追従するように、所定期間分の走行経路R2を計算する。
In addition, when the position at both ends of the lane is not detected (S22; No), the ECU 10 determines whether the preceding vehicle is detected based on the sensor information and the like (S24).
Although the positions at both ends of the lane have not been detected, if the preceding vehicle has been detected (S24; Yes), the ECU 10 calculates the second travel route as the target travel route (S25). In the calculation process of the second traveling route, the ECU 10 maintains a predetermined inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the vehicle 1 from the preceding vehicle trajectory information (position and speed) of the preceding vehicle acquired from the sensor information etc. A travel route R2 for a predetermined period is calculated so as to follow the behavior (position and speed) of the preceding vehicle with a delay by the time for traveling the inter-vehicle distance.

また、先行車追従モードが選択されていない場合(S21;No)、ECU10は、レーンキープ制御モードが選択されているか否かを判定する(S26)。レーンキープ制御モードが選択されている場合(S26;Yes)、ECU10は、センサ情報等に基づいて、車線両端部位置が検出されているか否かを判定する(S28)。車線両端部位置が検出されている場合(S28;Yes)、ECU10は、第1走行経路を目標走行経路として計算する(S29)。ただし、この場合の目標速度は、車両1の現在の走行挙動から推定される速度に基づいて設定される。   When the preceding vehicle follow-up mode is not selected (S21; No), the ECU 10 determines whether the lane keeping control mode is selected (S26). When the lane keeping control mode is selected (S26; Yes), the ECU 10 determines whether or not the positions of both ends of the lane are detected based on the sensor information and the like (S28). When the both-lanes position is detected (S28; Yes), the ECU 10 calculates the first travel route as the target travel route (S29). However, the target speed in this case is set based on the speed estimated from the current traveling behavior of the vehicle 1.

一方、先行車追従モード及びレーンキープ制御モードが選択されていない場合(S26;No)、先行車追従モード選択時において車線両端部位置及び先行車が共に検出されていない場合(S24;No)、及び、レーンキープ制御モード選択時において車線両端部位置が検出されていない場合(S28;No)、ECU10は、第3走行経路を目標走行経路として計算する(S27)。第3走行経路の計算処理では、ECU10は、車両操作情報,走行挙動情報等に基づいて、現在の車両1の挙動から推定される所定期間分の走行経路R3を計算する。   On the other hand, when the preceding vehicle follow-up mode and the lane keeping control mode are not selected (S26; No), when both ends of the lane and the preceding vehicle are not detected when the preceding vehicle follow-up mode is selected (S24; No), And, when the lane keep control mode is selected and the positions of both ends of the lane are not detected (S28; No), the ECU 10 calculates the third travel route as the target travel route (S27). In the calculation process of the third travel route, the ECU 10 calculates a travel route R3 for a predetermined period estimated from the current behavior of the vehicle 1 based on the vehicle operation information, the travel behavior information, and the like.

次に、図11を参照して、図9の走行経路補正処理(S14)の詳細な処理フローを説明する。
まず、ECU10は、情報取得処理(S11)において取得した各種の情報を用いて障害物情報(先行車や障害物の有無,位置,速度等)を取得する(S31)。
そして、ECU10は、障害物情報に基づいて、障害物が検出されていないと判定すると(S32;No)、処理を終了するが、障害物が検出されていると判定すると(S32;Yes)、障害物情報や車両1の走行挙動情報等から速度分布領域(図5参照)を設定する(S33)。
Next, with reference to FIG. 11, the detailed processing flow of the travel route correction process (S14) of FIG. 9 will be described.
First, the ECU 10 acquires obstacle information (preceding vehicle, presence / absence of obstacle, position, speed, etc.) using various information acquired in the information acquisition process (S11) (S31).
Then, if the ECU 10 determines that the obstacle is not detected based on the obstacle information (S32; No), the process ends, but if it is determined that the obstacle is detected (S32; Yes), The speed distribution area (see FIG. 5) is set from the obstacle information and the traveling behavior information of the vehicle 1 (S33).

次に、ECU10は、センサ/スイッチ情報(例えば、運転支援モード選択信号)に応じて、評価関数J,制約条件,車両モデルを読み込む(S34)。そして、ECU10は、走行経路計算処理(S13)にて算出した目標走行経路,速度分布領域(S33),評価関数J,制約条件,車両モデル,センサ/スイッチ情報等に基づき、評価関数Jを用いて補正走行経路の最適化処理を実行する(S35)。この最適化処理では、最適化された補正走行経路が算出されるまで繰り返し複数の補正走行経路候補について評価関数Jの評価値が計算される。この評価値が最小となる補正走行経路が出力される。   Next, the ECU 10 reads the evaluation function J, the constraint condition, and the vehicle model according to the sensor / switch information (for example, the driving support mode selection signal) (S34). Then, the ECU 10 uses the evaluation function J based on the target travel route, the speed distribution area (S33), the evaluation function J, the constraints, the vehicle model, the sensor / switch information, etc. calculated in the travel route calculation process (S13). Then, optimization processing of the correction travel route is executed (S35). In this optimization process, the evaluation value of the evaluation function J is calculated for a plurality of correction travel route candidates repeatedly until the optimized correction travel route is calculated. A corrected travel route that minimizes this evaluation value is output.

次に、本実施形態の車両制御装置の作用について説明する。
本実施形態は、複数の運転支援モードから選択された運転支援モードに応じて、車両1の目標走行経路Rを計算する目標走行経路計算部10aを備えた車両制御装置(ECU)10である。目標走行経路計算部10aは、障害物(例えば、車両3)が検出された場合に、この障害物を回避するように目標走行経路Rを補正する走行経路補正処理(S14;S31−S35)を実行する。目標走行経路計算部10aは、走行経路補正処理において、少なくとも障害物から車両1に向けて、障害物に対する車両1の相対速度の許容上限値Vlimの分布を規定する速度分布領域40を設定し、速度分布領域40内において障害物に対する車両1の相対速度が許容上限値Vlimを超えないように、目標走行経路Rを補正して複数の補正走行経路を算出し、目標走行経路Rに対して複数の補正走行経路を、複数の評価ファクタを含む評価関数Jによって評価し、その評価に応じて1つの補正走行経路を算出する、ように構成されている。目標走行経路計算部10aは、選択された運転支援モードに応じて、評価関数Jの評価ファクタを修正するように構成されている。
Next, the operation of the vehicle control device of the present embodiment will be described.
The present embodiment is a vehicle control device (ECU) 10 including a target travel route calculation unit 10 a that calculates a target travel route R of the vehicle 1 according to a driving support mode selected from a plurality of driving support modes. When an obstacle (for example, the vehicle 3) is detected, the target travel route calculation unit 10a performs travel route correction processing (S14; S31 to S35) that corrects the target travel route R so as to avoid the obstacle. Run. In the travel route correction processing, the target travel route calculation unit 10a sets a velocity distribution region 40 that defines the distribution of the allowable upper limit value V lim of the relative velocity of the vehicle 1 to the obstacle from at least the obstacle toward the vehicle 1. The target travel route R is corrected to calculate a plurality of corrected travel routes so that the relative velocity of the vehicle 1 with respect to the obstacle does not exceed the allowable upper limit value V lim in the speed distribution region 40. The plurality of correction travel routes are evaluated by an evaluation function J including a plurality of evaluation factors, and one correction travel route is calculated according to the evaluation. The target travel route calculation unit 10a is configured to correct the evaluation factor of the evaluation function J according to the selected driving support mode.

このように本実施形態のECU10は、障害物と車両1との間に速度分布領域40を規定し、この速度分布領域40によって規定される相対速度の許容上限値Vlimを超えない範囲で、目標走行経路を補正して、補正走行経路を算出することができる。そして、この走行経路補正処理では、運転支援モードに応じて修正された評価関数Jを用いて走行経路候補を評価することにより、1つの補正走行経路が算出される。したがって、本実施形態では、障害物検出時における走行経路補正処理を運転支援モードに依らずに単一の評価関数に基づいて計算することができる。これにより、本実施形態では、走行経路補正処理を簡単化し、計算処理負荷を抑制することができる。 As described above, the ECU 10 of the present embodiment defines the velocity distribution region 40 between the obstacle and the vehicle 1 and does not exceed the allowable upper limit value V lim of the relative velocity defined by the velocity distribution region 40, The target travel route can be corrected to calculate a corrected travel route. Then, in this traveling route correction processing, one corrected traveling route is calculated by evaluating the traveling route candidates using the evaluation function J corrected according to the driving support mode. Therefore, in the present embodiment, the travel route correction process at the time of obstacle detection can be calculated based on a single evaluation function regardless of the driving support mode. Thus, in the present embodiment, the traveling route correction process can be simplified and the calculation processing load can be suppressed.

また、本実施形態では、評価関数Jの修正は、複数の評価ファクタの重み付けを変更することである。これにより、本実施形態では、評価関数Jの修正を簡単且つ効果的に実行することができる。   Moreover, in the present embodiment, the correction of the evaluation function J is to change the weighting of a plurality of evaluation factors. Thereby, in the present embodiment, the correction of the evaluation function J can be performed easily and effectively.

また、本実施形態では、運転支援モードは、車速を自動的に制御する自動速度制御モードを含み、自動速度制御モードでは、車両1の縦方向の挙動に関する評価ファクタよりも、車両1の横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが小さく設定されている。これにより、本実施形態では、自動速度制御モードにおいて、ステアリング制御へのECU10の関与が小さくなり、運転者は自らの運転意思に沿って運転することができる。   Further, in the present embodiment, the driving support mode includes an automatic speed control mode for automatically controlling the vehicle speed, and in the automatic speed control mode, the lateral direction of the vehicle 1 is more than the evaluation factor regarding the longitudinal behavior of the vehicle 1 The weighting of the evaluation factor regarding the behavior of is set small. Thereby, in the present embodiment, in the automatic speed control mode, the participation of the ECU 10 in the steering control becomes small, and the driver can drive in accordance with his / her driving intention.

また、本実施形態では、運転支援モードは、操舵を自動的に制御する自動操舵制御モード(レーンキープ制御モード)を含み、自動操舵制御モードでは、車両1の横方向の挙動に関する評価ファクタよりも、車両1の縦方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが小さく設定されている。これにより、本実施形態では、自動操舵制御モードにおいて、速度制御へのECU10の関与が小さくなり、運転者は自らの運転意思に沿って運転することができる。   Further, in the present embodiment, the driving support mode includes an automatic steering control mode (lane keeping control mode) for automatically controlling the steering, and in the automatic steering control mode, the evaluation factor regarding the lateral behavior of the vehicle 1 is more The weighting of the evaluation factor regarding the longitudinal behavior of the vehicle 1 is set small. Thereby, in the present embodiment, in the automatic steering control mode, the participation of the ECU 10 in the speed control becomes small, and the driver can drive according to his / her driving intention.

また、本実施形態では、運転支援モードは、車速及び操舵を自動的に制御する自動速度・操舵制御モード(先行車追従モード)を含み、自動速度・操舵制御モードでは、車速を自動的に制御する自動速度制御モードと比較して、車両1の横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが大きく設定されている。これにより、本実施形態では、自動速度・操舵制御モードにおいて、運転者の意思に沿って速度制御及びステアリング制御へのECU10の関与が許容される。具体的には、このモードでは、自動速度制御モードよりもステアリング制御への関与を大きくすることができる。   Further, in the present embodiment, the driving support mode includes an automatic speed / steering control mode (preceding vehicle following mode) for automatically controlling the vehicle speed and steering, and in the automatic speed / steering control mode, the vehicle speed is automatically controlled. As compared with the automatic speed control mode, the weighting of the evaluation factor regarding the lateral behavior of the vehicle 1 is set larger. Thereby, in the present embodiment, the participation of the ECU 10 in the speed control and the steering control is permitted in the automatic speed / steering control mode in accordance with the driver's intention. Specifically, in this mode, the steering control can be more involved than in the automatic speed control mode.

また、本実施形態では、運転支援モードは、車速及び操舵を自動的に制御しない基本制御モードを含み、基本制御モードでは、車両1の横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けよりも車両1の縦方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けの方が大きく設定されている。これにより、本実施形態では、基本制御モードにおいて、速度制御へのECU10の関与が大きくなり、先行車との衝突を回避し易くなる。   Further, in the present embodiment, the driving support mode includes a basic control mode in which the vehicle speed and the steering are not automatically controlled, and in the basic control mode, the longitudinal direction of the vehicle 1 is higher than the weighting of the evaluation factor regarding the lateral behavior of the vehicle 1 The weighting of the evaluation factor regarding the behavior of the direction is set larger. As a result, in the present embodiment, in the basic control mode, the participation of the ECU 10 in speed control becomes large, and it becomes easy to avoid a collision with a preceding vehicle.

1 車両
3 車両
5 道路
5a,5c 直線区間
5b カーブ区間
L,5R 車線
L,6R 車線両端部
7 走行路
40 速度分布領域
a,b,c,d 等相対速度線
lim 許容上限値
100 車両制御システム
D 幅寸法
0 安全距離
R 目標走行経路
R1 第1走行経路
R2 第2走行経路
R3 第3走行経路
Rc1,Rc2,Rc3 補正走行経路
X クリアランス
1 Vehicle 3 Vehicle 5 Road 5a, 5c Straight section 5b Curve section 5 L , 5 R Lane 6 L , 6 R Lane both ends 7 Runway 40 Speed distribution area a, b, c, d Equal relative speed line V lim allowable upper limit Value 100 Vehicle control system D Width dimension D 0 safe distance R target travel route R1 first travel route R2 second travel route R3 third travel route Rc1, Rc2, Rc3 corrected travel route X clearance

Claims (6)

複数の運転支援モードから選択された運転支援モードに応じて、車両の目標走行経路を計算する目標走行経路計算部を備えた車両制御装置であって、
前記目標走行経路計算部は、障害物が検出された場合に、この障害物を回避するように前記目標走行経路を補正する走行経路補正処理を実行し、
前記目標走行経路計算部は、前記走行経路補正処理において、
少なくとも前記障害物から前記車両に向けて、前記障害物に対する前記車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、
前記速度分布領域内において前記障害物に対する前記車両の相対速度が前記許容上限値を超えないように、前記目標走行経路を補正して複数の補正走行経路を算出し、
前記目標走行経路に対して複数の前記補正走行経路を、複数の評価ファクタを含む所定の評価関数によって評価し、その評価に応じて1つの補正走行経路を算出する、ように構成されており、
前記目標走行経路計算部は、選択された運転支援モードに応じて、前記評価関数の評価ファクタを修正するように構成されている、車両制御装置。
A vehicle control apparatus comprising a target travel route calculation unit that calculates a target travel route of a vehicle according to a driving support mode selected from a plurality of driving support modes,
The target travel route calculation unit executes a travel route correction process for correcting the target travel route so as to avoid the obstacle, when the obstacle is detected.
The target travel route calculation unit is configured to, in the travel route correction process,
Setting a velocity distribution area that defines the distribution of the allowable upper limit of the relative velocity of the vehicle with respect to the obstacle, from at least the obstacle toward the vehicle;
The target travel route is corrected to calculate a plurality of corrected travel routes so that the relative speed of the vehicle with respect to the obstacle does not exceed the allowable upper limit in the speed distribution region.
The plurality of correction travel routes with respect to the target travel route are evaluated by a predetermined evaluation function including a plurality of evaluation factors, and one correction travel route is calculated according to the evaluation.
The vehicle control device, wherein the target travel route calculation unit is configured to correct an evaluation factor of the evaluation function according to a selected driving support mode.
前記評価ファクタの修正は、前記評価ファクタの重み付けを変更することである、請求項1に記載の車両制御装置。   The vehicle control device according to claim 1, wherein the correction of the evaluation factor is changing a weighting of the evaluation factor. 前記運転支援モードは、車速を自動的に制御する自動速度制御モードを含み、
前記自動速度制御モードでは、車両縦方向の挙動に関する評価ファクタよりも、車両横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが小さく設定されている、請求項1又は2に記載の車両制御装置。
The driving support mode includes an automatic speed control mode for automatically controlling the vehicle speed,
The vehicle control device according to claim 1 or 2, wherein, in the automatic speed control mode, the weighting of the evaluation factor regarding the behavior in the lateral direction of the vehicle is set smaller than the evaluation factor regarding the behavior in the longitudinal direction of the vehicle.
前記運転支援モードは、操舵を自動的に制御する自動操舵制御モードを含み、
前記自動操舵制御モードでは、車両横方向の挙動に関する評価ファクタよりも、車両縦方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが小さく設定されている、請求項1又は2に記載の車両制御装置。
The driving support mode includes an automatic steering control mode for automatically controlling steering;
The vehicle control device according to claim 1 or 2, wherein, in the automatic steering control mode, weighting of an evaluation factor related to a vehicle longitudinal direction behavior is set smaller than an evaluation factor related to a vehicle lateral direction behavior.
前記運転支援モードは、車速及び操舵を自動的に制御する自動速度・操舵制御モードを含み、
前記自動速度・操舵制御モードでは、車速を自動的に制御する自動速度制御モードと比較して、車両横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けが大きく設定されている、請求項1又は2に記載の車両制御装置。
The driving support mode includes an automatic speed / steering control mode that automatically controls the vehicle speed and steering.
3. The automatic speed / steering control mode according to claim 1, wherein the weighting of the evaluation factor regarding the behavior in the lateral direction of the vehicle is set larger compared to the automatic speed control mode for automatically controlling the vehicle speed. Vehicle control device.
前記運転支援モードは、車速及び操舵を自動的に制御しない基本制御モードを含み、
前記基本制御モードでは、車両横方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けよりも車両縦方向の挙動に関する評価ファクタの重み付けの方が大きく設定されている、請求項1又は2に記載の車両制御装置。
The driving support mode includes a basic control mode that does not control vehicle speed and steering automatically.
The vehicle control device according to claim 1 or 2, wherein, in the basic control mode, the weighting of the evaluation factor related to the behavior in the vehicle longitudinal direction is set larger than the weighting of the evaluation factor related to the behavior in the vehicle lateral direction.
JP2017165243A 2017-08-30 2017-08-30 Vehicle control device Active JP6572949B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017165243A JP6572949B2 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Vehicle control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017165243A JP6572949B2 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Vehicle control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019043191A true JP2019043191A (en) 2019-03-22
JP6572949B2 JP6572949B2 (en) 2019-09-11

Family

ID=65813518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017165243A Active JP6572949B2 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Vehicle control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6572949B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021126981A (en) * 2020-02-13 2021-09-02 マツダ株式会社 Vehicle control device
WO2022178717A1 (en) * 2021-02-24 2022-09-01 深圳市大疆创新科技有限公司 Speed control method and apparatus for movable platform

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003228800A (en) * 2002-02-01 2003-08-15 Nissan Motor Co Ltd Generator for generating recommended control amount for vehicle
JP2010202030A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Nissan Motor Co Ltd Driving support device and driving support method for vehicle
JP2010247585A (en) * 2009-04-13 2010-11-04 Toyota Motor Corp Vehicle controller
JP2015230547A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社デンソー System and method for generating driving maneuvers
WO2016024318A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 日産自動車株式会社 Travel control device and method for vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003228800A (en) * 2002-02-01 2003-08-15 Nissan Motor Co Ltd Generator for generating recommended control amount for vehicle
JP2010202030A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Nissan Motor Co Ltd Driving support device and driving support method for vehicle
JP2010247585A (en) * 2009-04-13 2010-11-04 Toyota Motor Corp Vehicle controller
JP2015230547A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社デンソー System and method for generating driving maneuvers
WO2016024318A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 日産自動車株式会社 Travel control device and method for vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021126981A (en) * 2020-02-13 2021-09-02 マツダ株式会社 Vehicle control device
JP7186952B2 (en) 2020-02-13 2022-12-12 マツダ株式会社 vehicle controller
WO2022178717A1 (en) * 2021-02-24 2022-09-01 深圳市大疆创新科技有限公司 Speed control method and apparatus for movable platform

Also Published As

Publication number Publication date
JP6572949B2 (en) 2019-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6573224B2 (en) Vehicle control device
JP6573223B2 (en) Vehicle control device
JP6525402B2 (en) Vehicle control device
JP6573222B2 (en) Vehicle control device
JP6525401B2 (en) Vehicle control device
JP6525413B1 (en) Vehicle control device
JP2019123377A (en) Vehicle controller
JP6572950B2 (en) Vehicle control device
JP6647681B2 (en) Vehicle control device
WO2019044641A1 (en) Vehicle control device
JP2021172095A (en) Vehicle control device
JP6572948B2 (en) Vehicle control device
JP6525415B1 (en) Vehicle control device
JP7397408B2 (en) Vehicle control device
JP6572949B2 (en) Vehicle control device
JP2021160659A (en) Vehicle control device
JP6525417B1 (en) Vehicle control device
JP6525414B1 (en) Vehicle control device
JP6525416B1 (en) Vehicle control device
JP2021126979A (en) Vehicle control device
JP7186952B2 (en) vehicle controller
JP7205804B2 (en) vehicle controller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181203

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20181212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6572949

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150