JP2019043290A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両と衝突するリスクの有る障害物との衝突を回避するための自動車速制御を行う車両制御装置において、当該自動車速制御の実行中にドライバーが受ける違和感を低減する。【解決手段】減速対象との衝突を回避する減速支援制御が、車間距離制御または定速制御に割り込む形で実行される。今回の減速支援制御が減速対象ＲＳ１を追い越すものである場合、減速対象の候補ＲＳＣを検知する検知範囲が拡大される。新たな減速対象が認定された場合、次回の減速支援制御が新たな減速対象ＲＳ３を追い越すものか否か、および、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が短いか否かが判定される。肯定的な判定結果が出た場合、今回終了タイミングｔ２から次回開始タイミングｔ６まで、今回終了タイミングｔ２での車速を保つ支援制御が行われる。【選択図】図４

Description

本発明は、車両制御装置に関し、詳細には、障害物との衝突を防止する車両制御装置に関する。

特開２０１５−１５５２９５号公報には、歩行者を追い越すときの車速制御を行う車両制御装置が開示されている。車両制御装置は、車載センサを用いて車両に近い歩行者を識別する。車両制御装置は、識別された歩行者との衝突確率を計算して閾値と比較する。衝突確率が閾値よりも高い場合、車両制御装置は、識別した歩行者からの分離距離を現在走行レーン内において設定する。車両制御装置は、車両の走行速度が、設定した分離距離を使用可能な上限速度を超えているか否かを判定する。車速制御は、車両の走行速度が上限速度を超えている場合、識別した歩行者を追い越す前に車両に制動力を発生させ、目標速度まで減速する制御である。このような車速制御によれば、識別した歩行者との衝突を避けながら、安全に追い越すことができる。

特開２０１５−１５５２９５号公報

上記公報には、識別した歩行者の追い越しの終了後、追い越し前の走行速度を車両が取り戻す旨の記載がある。上記公報での詳細な言及はないが、一般に、追い越し前の走行速度まで回復させるには車両を加速することが求められる。そして、車両を加速するには、減速のために車両に作用させていた制動力を減らし、その一方で車両に駆動力を発生させ、または、車両に既に作用させている駆動力を増やすものと推測される。このような減速動作のための制動力の作用と、その後の加速動作のための駆動力の作用とを組み合わせた自動車速制御は、追い越し前の走行速度を回復した後においても、繰り返し行われる。

ここで問題となるのは、自動車速制御の実行中に車両がこれから追い越すであろう新たな歩行者を車両制御装置が識別できない場合が想定されることである。これは、車両制御装置において追い越し対象となり得る歩行者を識別する範囲が常時一定に設定されていることに起因している。このような場合においては、先に識別した歩行者の追い越し後の加速中に新たな歩行者を車両制御装置がようやく識別することで、加速動作から減速動作に急に切り替わる可能性がある。または、追い越し前の走行速度を回復した直後に新たな歩行者をようやく車両制御装置が識別することで、加速動作の終了から間を置かずに減速動作が開始されることになる。何れの場合においても、一連の自動車速制御にドライバーが煩わしさを感じる可能性がある。

別の問題として、自動車速制御の実行中に新たな歩行者にドライバーが気付いているにも関わらず、当該新たな歩行者を車両制御装置が識別できない場合が想定されることである。この場合は、新たな歩行者を車両制御装置が識別できなかった結果として、先に識別した歩行者の追い越し後の加速動作が開始されたのではないかという不安感をドライバーに与える可能性がある。

本発明は、上述した課題の少なくとも１つに鑑みてなされたものであり、その目的は、車両と衝突するリスクの有る障害物との衝突を回避するための自動車速制御を行う車両制御装置において、当該自動車速制御の実行中にドライバーが受ける違和感を低減することのできる技術を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するための車両制御装置である。
前記車両制御装置は、自車両と衝突するリスクの有る減速対象との衝突を回避する減速支援制御を、車間距離制御または定速制御に割り込んで行うように構成されている。
前記車両制御装置は、
前記減速対象を検知範囲内に検知した場合、前記減速支援制御の実行中における前記自車両の目標減速度を設定し、
前記目標減速度に基づいた今回の減速支援制御が、前記減速対象を追い越す制御であるか否かを判定し、
前記今回の減速支援制御が前記減速対象を追い越す制御であると判定した場合、前記今回の減速支援制御の実行中に前記検知範囲を拡大し、
前記今回の減速支援制御の実行中に、拡大された前記検知範囲内に前記自車両と衝突するリスクの有る新たな減速対象を検知した場合、前記新たな減速対象との衝突を回避する次回の減速支援制御の実行中における前記自車両の新たな目標減速度を設定し、
前記次回の減速支援制御が、前記新たな減速対象を追い越す制御であるか否かを判定し、
前記次回の減速支援制御が前記新たな減速対象を追い越す制御であると判定した場合、前記今回の減速支援制御の終了タイミングから前記次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が閾値未満であるか否かを判定し、
前記間隔が前記閾値未満であると判定した場合、前記終了タイミングから前記開始タイミングまで、前記車間距離制御または前記定速制御を再開した場合に設定される前記自車両の目標加速度よりも小さい目標加速度に基づいた小加速度支援制御を行うように構成されている。

本発明によれば、今回の減速支援制御が減速対象を追い越す制御であると判定した場合、今回の減速支援制御の実行中に検知範囲を拡大するので、今回の減速支援制御の実行中に新たな減速対象を認定する機会を増やすことができる。また、検知範囲の拡大中に新たな減速対象を認定した場合において、当該新たな減速対象との衝突を回避するための次回の減速支援制御が当該新たな減速対象を追い越すような制御であり、尚且つ、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が短いときに小加速度制御を行うので、今回の減速支援制御の開始から、次回の減速支援制御の終了までの一連の支援制御の間にドライバーが受ける違和感を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る車両制御装置の構成を説明する図である。 定速制御の実行中に減速支援制御を割り込ませたときの自車両の動作例を説明する図である。 図２で説明した減速支援制御の終了後、新たな減速対象が認定された場合の自車両の動作例を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る支援制御の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態において運転支援ＥＣＵが実施する支援制御処理ルーチンの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態において運転支援ＥＣＵが実施する支援制御処理ルーチンの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態において運転支援ＥＣＵが実施する支援制御処理ルーチンの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る支援制御を説明する図である。 図８で説明した本発明の実施の形態の変形例に係る支援制御を実現するために運転支援ＥＣＵが実施する処理ルーチンの一例を説明する図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

［車両制御装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る車両制御装置の構成を説明する図である。本実施の形態に係る車両制御装置は、運転支援ＥＣＵ１０と、エンジンＥＣＵ２０と、ブレーキＥＣＵ３０と、警報ＥＣＵ４０と、を備えている。各ＥＣＵは、マイクロコンピュータを主要部として備えるとともに、図示しないＣＡＮ（Controller Area Network）を介して相互に送受信可能に接続されている。尚、ＥＣＵは、Electric Control Unitの略である。本明細書において、マイクロコンピュータは、ＣＰＵと、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶装置と、を含み、ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクション（プログラム）を実行することにより各種機能を実現するようになっている。本明細書において、この車両制御置が搭載された車両を「自車両」ともいう。

運転支援ＥＣＵ１０は、外界センサ５１、車速センサ５２、ヨーレートセンサ５３、加速度センサ５４、アクセルペダルセンサ５５、ブレーキペダルセンサ５６、各種エンジンセンサ５７、および、操作スイッチ５８に接続されている。車速センサ５２、ヨーレートセンサ５３、加速度センサ５４、アクセルペダルセンサ５５、ブレーキペダルセンサ５６、および、各種エンジンセンサ５７は、内界センサに分類される。

外界センサ５１は、少なくとも自車両の前方の道路、および、道路の周囲に存在する立体物に関する情報を取得する機能を有している。立体物は、例えば、歩行者、自転車、自動車などの移動物、および、電柱、樹木、ガードレールなどの固定物を表す。

外界センサ５１は、例えば、レーダセンサおよびカメラセンサを備えている。レーダセンサは、例えば、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」ともいう。）を自車両の周囲（少なくとも前方を含む）に放射する。レーダセンサは、放射範囲内にミリ波を反射する立体物が存在する場合、その反射波によって、立体物の有無および自車両と立体物との相対関係（自車両と立体物との距離、および、立体物に対する自車両の相対速度など）を演算する。カメラセンサは、例えば、ステレオカメラを備えている。カメラセンサは、車両前方の左および右の風景を撮影し、撮影した左右の画像データに基づいて、道路の形状、立体物の有無および自車両と立体物との相対関係などを演算する。カメラセンサは、車道の外側線、車道の中央線、走行レーンと追い越しレーンの境界線等のレーンマーカー（以下、「白線」ともいう。）を認識し、道路の形状、および、道路と自車両との位置関係を演算する。

外界センサ５１によって取得された情報を「物標情報」ともいう。外界センサ５１は、物標情報を運転支援ＥＣＵ１０に所定の周期で繰り返し送信する。尚、外界センサ５１は、レーダセンサおよびカメラセンサを必ずしも備える必要はなく、例えば、カメラセンサだけであってもよい。また、自車両の走行する道路の形状の情報、および、当該道路と自車両との位置関係を表す情報については、ナビゲーションシステムの情報を利用することもできる。

車速センサ５２は、自車両の走行速度（以下、「車速」ともいう。）を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。ヨーレートセンサ５３は、自車両に作用しているヨーレートを検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。加速度センサ５４は、自車両の前後方に作用している加速度である前後加速度、および、自車両の左右方向（車幅方向）に作用している加速度である横加速度を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。尚、車速センサ５２は、車輪速センサであってもよい。アクセルペダルセンサ５５は、自車両のアクセルペダルの操作量を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。ブレーキペダルセンサ５６は、自車両のブレーキペダルの操作量を検出し、その検出信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。各種エンジンセンサ５７は、自車両の駆動源である火花点火式エンジンの運転状態量を検出する。各種エンジンセンサ５７は、スロットル弁開度センサ、エンジン回転速度センサおよび吸入空気量センサ等を含む。

操作スイッチ５８は、運転支援ＥＣＵ１０が実施する制御モードをドライバーが選択できる選択操作器である。制御モードには、後述する車間距離制御および定速制御を実施する作動モードと、これらの制御を実施しない非作動モードと、が選択できるようになっている。

エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータ２１に接続されている。エンジンアクチュエータ２１は、スロットル弁アクチュエータ、燃料噴射弁等のアクチュエータを備えている。エンジンアクチュエータ２１が駆動されると、エンジン２２が発生するトルクに応じた駆動力が車輪に伝達される。エンジンＥＣＵ２０は、スロットル弁の開度が設定された目標開度に一致するようにスロットル弁アクチュエータを駆動する。尚、エンジンＥＣＵ２０は、通常の運転時において、アクセルペダルの操作量が大きくなるほど大きくなるように目標開度を決定する。

ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキアクチュエータ３１に接続されている。ブレーキアクチュエータ３１は、ブレーキペダルの踏力によって作動油を加圧するマスタシリンダ（図示略）と、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ機構３２との間の油圧回路に設けられる。摩擦ブレーキ機構３２は、車輪に固定されるブレーキディスク３２ａと、車体に固定されるブレーキキャリパ３２ｂと、を備えている。摩擦ブレーキ機構３２は、ブレーキアクチュエータ３１から供給される作動油の油圧によってブレーキキャリパ３２ｂに内蔵されたホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク３２ａに押し付けて摩擦制動力を発生させる。

警報ＥＣＵ４０は、ＨＭＩ（Human Machine Interface）４１に接続されている。ＨＭＩ４１は、例えば、ブザー、スピーカ等の音声出力手段、ＨＵＤ（Head Up Display）、ナビゲーションシステムのディスプレイ、コンビネーションメータ等の表示手段である。警報ＥＣＵ４０は、運転支援ＥＣＵ１０からの注意喚起指令に従って音声出力手段から警告音声を出力し、または、表示手段に警告メッセージ、警告ランプ等を表示して支援制御の作動状況をドライバーに知らせる。

［運転支援ＥＣＵの構成］
次に、運転支援ＥＣＵ１０について説明する。運転支援ＥＣＵ１０は、自車進路判定部１１と、立体物検知部１２と、減速対象認定部１３と、支援制御判定部１４と、支援制御部１５と、検知範囲設定部１６と、を備えている。

自車進路判定部１１は、外界センサ５１から送信された物標情報に基づいて、自車両がこれから走行する道路に関する情報を所定の演算周期で生成する。例えば、自車進路判定部１１は、自車両の前端中央位置を原点とし、その原点から左右方向および前方に拡がった座標系を用いて、地面、立体物および白線の座標情報（位置情報）を生成する。これにより、自車進路判定部１１は、左右の白線で区画される自車両の走行レーンの形状と、走行レーン内における自車両の位置および向きと、自車両に対する立体物の相対位置を把握する。自車進路判定部１１は、ヨーレートセンサ５３によって検出されるヨーレート、および、車速センサ５２によって検出される車速に基づいて、自車両の旋回半径を演算し、この旋回半径に基づいて自車両の軌道を演算する。

立体物検知部１２は、検知範囲設定部１６が設定した検知範囲内に存在する立体物の位置の変化に基づいて、立体物が移動物であるか、静止物であるかを判別する。立体物検知部１２は、立体物が移動物であると判別した場合には、立体物の軌道を演算する。例えば、立体物の前後方向（自車両の走行方向）の移動速度は、車速と、立体物との相対速度との関係から演算することができる。また、立体物の左右方向の移動速度は、外界センサ５１によって検出される立体物の横端位置と白線の間の距離の変化量等から演算することができる。立体物検知部１２は、この立体物の前後方向と左右方向の移動速度に基づいて、立体物の軌道を演算する。立体物検知部１２は、演算した自車両の軌道、および、外界センサ５１によって検出される自車両と立体物との距離に基づいて、立体物の軌道を演算してもよい。

減速対象認定部１３は、立体物の位置と自車両の軌道とに基づいて、自車両が現状の走行状態を維持して走行した場合に、自車両が立体物に衝突するリスク（以下、「衝突リスク」ともいう。）に関する判定を行う。尚、立体物が移動物体の場合には、立体物の軌道を演算して、立体物の軌道と自車両の軌道とに基づいて、衝突リスクに関する判定を行う。減速対象認定部１３は、立体物と自車両との距離Ｌ_１と、立体物との相対速度Ｖｒ_１とに基づいて、自車両が立体物に衝突するまでの予測時間（衝突するまでの残り時間）である衝突予測時間ＴＴＣ（Time To Collision）を次式（１）によって演算する。
ＴＴＣ＝Ｌ_１／Ｖｒ_１ ・・・（１）

減速対象認定部１３は、衝突予測時間ＴＴＣが予め設定した衝突判定値ＴＴＣ_１以下である場合に、衝突リスクが有ると判定する。減速対象認定部１３は、衝突予測時間ＴＴＣが予め設定した衝突判定値ＴＴＣ_２（＞ＴＴＣ_１）よりも長い場合に、衝突リスクが無いと判定する。減速対象認定部１３は、衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定値ＴＴＣ_１と衝突判定値ＴＴＣ_２の間にある場合に、衝突リスクが低いと判定する。減速対象認定部１３は、衝突リスクが高いと判定した場合、および、衝突リスクが低いと判定した場合、立体物を減速対象と認定する。つまり、減速対象認定部１３は、衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定値ＴＴＣ_２以下である場合、立体物を減速対象と認定する。

支援制御判定部１４は、操作スイッチ５８による制御モードの設定の有無を判定する。支援制御判定部１４は、作動モードが選択されている場合、自車両の前方を走行する先行車両の有無に応じて車間距離制御と定速制御の何れかを選択する。車間距離制御は、先行車両が存在する場合に、目標車間距離を保ちながら自車両を先行車両に追従させる制御である。定速制御は、先行車両が存在しない場合に、目標車速を保ちながら自車両を走行させる制御である。

支援制御部１５は、支援制御判定部１４が定速制御を選択した場合、自車両の目標加速度または目標減速度を、例えば、予め設定されている目標車速と、自車両の車速と、現在走行レーンの路面勾配と、に基づいて設定する。支援制御部１５は、支援制御判定部１４が車間距離制御を選択した場合、自車両の目標加速度または目標減速度を、例えば、先行車両と自車両の車間距離と、先行車両との相対速度と、現在走行レーンの路面勾配と、に基づいて設定する。

支援制御部１５は、定速制御または車間距離制御に際しての目標加速度を設定したときには、この目標加速度を表す駆動指令をエンジンＥＣＵ２０に送信する。エンジンＥＣＵ２０は、目標加速度に従ってエンジンアクチュエータ２１を制御してエンジン２２を駆動し、これにより、エンジントルクに応じた駆動力が発生して自車両が加速する。支援制御部１５は、定速制御または車間距離制御に際しての目標減速度を設定したときには、この目標減速度を表す制動指令をブレーキＥＣＵ３０に送信する。ブレーキＥＣＵ３０は、目標減速度に従ってブレーキアクチュエータ３１を制御して車輪に摩擦制動力を発生させる。これにより、自動ブレーキが作動して自車両が減速する。尚、このような車間距離制御および定速制御は公知であることから、これ以上の説明は省略する。

支援制御判定部１４は、制御モードの設定の有無の判定に加えて、減速対象認定部１３による減速対象の認定の有無を判定する。支援制御判定部１４は、減速対象が認定された場合、当該減速対象との衝突を回避するための減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを設定する。開始タイミングおよび／または終了タイミングとしているのは、衝突リスクが高い場合には自車両を減速対象の手前で停止させるためである。即ち、衝突リスクが高い場合、支援制御判定部１４は開始タイミングのみを設定する。

支援制御判定部１４は、減速支援制御の少なくとも開始タイミングの設定により、作動モードが選択されている場合には車間距離制御または定速制御に減速支援制御を割り込ませて行う。非作動モードが選択されている場合には、支援制御判定部１４は、減速支援制御の少なくとも開始タイミングの設定により、ドライバーの運転操作に介入して減速支援制御を行う。

支援制御部１５は、減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングが設定された場合、自車両を減速するための目標減速度を演算する。例えば、減速対象が停止している場合を例に挙げれば、現タイミングにおける車速（＝相対速度）をＶ、自車両の減速度をａ、自車両の停止までの時間をｔとすれば、自車両が停止するまでの走行距離Ｘは、次式（２）にて表すことができる。
Ｘ＝Ｖ・ｔ＋（１／２）・ａ・ｔ^２ ・・・（２）
また、車両停止までの時間ｔは、次式（３）にて表すことができる。
ｔ＝−Ｖ／ａ ・・・（３）
従って、（２）式に（３）式を代入することにより、自車両を走行距離ＴＤで停止させるために必要となる減速度ａは、次式（４）にて表すことができる。
ａ＝−Ｖ^２／２ＴＤ ・・・（４）
減速対象に対して距離βだけ手前で自車両を停止させるためには、この走行距離ＴＤを、外界センサ５１によって検出されている距離Ｌ_１から距離βだけ引いた距離（Ｌ_１−β）に設定すればよい。尚、減速対象が移動している場合には、減速対象との相対速度を用いて減速度ａを計算すればよい。

支援制御部１５は、このようにして演算した減速度ａを目標減速度に設定する。但し、自車両で発生できる減速度には限界がある（例えば、−１Ｇ程度）。そのため、演算した目標減速度の絶対値が上限値ａmaxの絶対値よりも大きい場合、支援制御部１５は、目標減速度を上限値ａmaxに設定する。支援制御部１５は、目標減速度を表す制動指令をブレーキＥＣＵ３０に送信する。これにより、ブレーキＥＣＵ３０は、目標減速度に従って、ブレーキアクチュエータ３１を制御して車輪に摩擦制動力を発生させる。これにより、自動ブレーキが作動して自車両が減速する。

支援制御判定部１４は、自動ブレーキを作動させる前段階で、警報ＥＣＵ４０に対して注意喚起指令を送信する。これにより、警報ＥＣＵ４０は、音声出力手段を鳴動させ、または、表示手段に警告メッセージ、警告ランプ等を表示して減速支援制御の作動状況をドライバーに知らせる。

検知範囲設定部１６は、減速対象を検知する検知範囲を設定する。検知範囲は、現在走行レーンに沿った自車両の前方の縦幅および横幅で規定される。縦幅は、例えば、現タイミングにおける車速Ｖに係数αを乗じた値α・Ｖに設定される。横幅は、例えば、自車両の車幅Ｗに係数γを乗じた値Ｗ・γに、更に対向車線側の余裕幅εを加えた値Ｗ・γ＋εに設定される。係数αおよび、係数γおよび余裕幅εは、自車両に求める安全の程度に応じて予め設定されている。尚、係数αは衝突判定値ＴＴＣ_２よりも大きく、係数γは１よりも大きい。縦幅および横幅を固定値に設定することもできる。

［支援制御判定部の詳細］
次に、支援制御判定部１４の詳細について説明する。既に説明したように、支援制御判定部１４は、減速対象が認定された場合、減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを設定して減速支援制御を行う。また、支援制御判定部１４は、定速制御または車間距離制御が実行されている場合、実行中の支援制御に減速支援制御を割り込ませて実行する。

図２は、定速制御の実行中に減速支援制御を割り込ませたときの自車両の動作例を説明する図である。図２に示す例では、検知範囲ＤＲ内に減速対象ＲＳが認定されている。減速対象ＲＳの位置は中央線ＣＬを隔てた反対車線であり、自車両ＶＣに対する相対方向は右方向である。図２に示す例では、自車両ＶＣが減速対象ＲＳに衝突するリスクが低いと判定されたと仮定する。また、減速対象ＲＳの手前で自車両ＶＣを停止させるのではなく、減速状態で減速対象ＲＳを追い越すような目標減速度が設定されたと仮定する。

ここで、非作動モードが選択されている場合（つまり、定速制御や車間距離制御を実行していない場合）において、減速支援制御の開始タイミングｔ_１が早すぎると、自動ブレーキの作動がドライバーのブレーキペダルの操作と干渉してしまう。例えば、ドライバーが減速対象ＲＳの存在に気付いていて、減速対象ＲＳと自車両ＶＣが近接したときにブレーキペダルを操作しようとしている状況にも関わらず、自動ブレーキがブレーキペダルの操作よりも先に作動することがある。こうした場合には、ドライバーが違和感を受けるおそれがある。このような不具合を避けるため、支援制御判定部１４は、非作動モードが選択されている場合、減速対象ＲＳに自車両ＶＣが近接すると予測されるタイミングを開始タイミングｔ_１に設定する。支援制御判定部１４は、作動モードが選択されている場合においても同様に、このようなタイミングを開始タイミングｔ_１に設定する。

また、支援制御判定部１４は、自車両ＶＣが減速対象ＲＳを完全に追い越すと予測されるタイミングを、減速支援制御の終了タイミングｔ_２に設定する。減速対象ＲＳを完全に追い越すと予測されるタイミングは、開始タイミングｔ_１に、減速支援制御の実行時間ＴＡを足すことにより演算される。実行時間ＴＡは、減速支援制御の開始タイミングでの減速対象ＲＳと自車両ＶＣとの距離Ｌ_２、減速対象ＲＳの縦幅ＷＲＳ、および、減速対象ＲＳとの相対速度Ｖｒ_２を用いた次式（４）にて表すことができる。
ＴＡ＝（Ｌ_２＋ＷＲＳ）／Ｖｒ_２ ・・・（４）

図２の上方に、定速制御の実行中に減速支援制御を割り込ませたときの車速の推移を示す。開始タイミングｔ_１以前は定速制御が行われており、車速は一定に保たれている。但し、開始タイミングｔ_１以降は、減速支援制御の実行が優先的に行われるため、緩やかに車速が減少する。また、終了タイミングｔ_２以降は、定速制御の再開に伴い車速が増加する。そして、タイミングｔ_３以降は、開始タイミングｔ_１以前と同じ車速まで回復する。

［減速支援制御の終了タイミングに関する問題点］
立体物検知部１２による立体物の判別、および、減速対象認定部１３による衝突リスクに関する判定は、所定の演算周期で行われている。そのため、減速支援制御の開始タイミングから終了タイミングまでに新たな減速対象が認定されれば、当該新たな減速対象との衝突を回避するための新たな減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを、支援制御判定部１４が設定することになる。逆を言えば、減速支援制御の実行中に新たな減速対象が認定されなければ、減速支援制御が予定通り終了することになる。

また、減速支援制御の終了後に新たな減速対象が認定されれば、当該新たな減速対象との衝突を回避するための新たな減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを支援制御判定部１４が設定することになる。図３は、図２で説明した減速支援制御の終了後、新たな減速対象が認定された場合の自車両の動作例を説明する図である。図３に示す例では、減速対象ＲＳ_１との衝突を回避するための減速支援制御が、定速制御に割り込む形で実行されている。また、図３に示す例では、この減速支援制御の終了後において、検知範囲ＤＲ内に新たな減速対象ＲＳ_２が認定されている。減速対象ＲＳ_２の位置は中央線ＣＬを隔てた反対車線であり、自車両ＶＣに対する相対方向は右方向である。

図３に示す例では、自車両ＶＣが減速対象ＲＳ_２に衝突するリスクが低いと判定されたと仮定する。また、減速対象ＲＳ_２の手前で自車両ＶＣを停止させるのではなく、減速状態で減速対象ＲＳ_２を追い越すような目標減速度が設定されたと仮定する。そうすると、減速対象ＲＳ_１との衝突を回避するための今回の減速支援制御の終了から間を置かずに、減速対象ＲＳ_２との衝突を回避するための次回の減速支援制御が開始されることになる。

ここで、減速対象ＲＳ_２に自車両ＶＣが近接すると予測されるタイミングを次回の減速支援制御の開始タイミングｔ_４とする。また、終了タイミングｔ_２から開始タイミングｔ_４までの間隔が短いと仮定する。そうすると、開始タイミングｔ_１以降の今回の減速支援制御に伴う減速動作と、終了タイミングｔ_２以降の定速制御の再開に伴う加速動作と、開始タイミングｔ_４以降の次回の減速支援制御に伴う減速動作と、を含む一連の車両動作がドライバーに煩わしさを与えることになる。

また、減速対象ＲＳ_２は終了タイミングｔ_２以降にようやく認定されることから、終了タイミングｔ_２以前にドライバーが減速対象ＲＳ_２の存在に気付いていたときには別の問題もある。即ち、自車両ＶＣが減速対象ＲＳ_２を識別できなかった結果として、終了タイミングｔ_２以降の加速動作が開始されたのではないかという不安感をドライバーに抱かせることになる。

［実施の形態に係る支援制御の特徴］
このような問題点に鑑み、本実施の形態では、定速制御または車間距離制御に割り込む形で減速支援制御を行う場合において、減速対象を追い越すような制動力を自車両に発生させるときは、当該減速支援制御の開始タイミングから終了タイミングまでの間、検知範囲設定部１６が設定する検知範囲を拡大する。図４は、本発明の実施の形態に係る支援制御の一例を説明する図である。図４に示す例では、図３に示した例と同様に、減速対象ＲＳ_１との衝突を回避するための減速支援制御が、定速制御に割り込む形で実行されている。

図４に示す例では、現在走行レーンに沿った自車両ＶＣの前方および左右方向に検知範囲ＤＲが拡大されている。拡大後の検知範囲ＥＤＲの縦幅は、例えば、拡大前の縦幅の値α・Ｖに係数δを乗じた値δ・α・Ｖに設定される。検知範囲ＥＤＲの横幅は、例えば、拡大前の横幅の値ε＋Ｗ・γに、左右方向の拡大幅ζを加えた値ζ＋ε＋Ｗ・γに設定される。尚、係数δは１よりも大きい。

図４に示す例では、検知範囲ＥＤＲ内に新たな減速対象の候補ＲＳＣが検知されている。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は、減速対象ＲＳ_１を認定したときと同様の処理を、候補ＲＳＣに対しても行う。但し、候補ＲＳＣに対する処理は、候補ＲＳＣを検知したタイミングｔ_５での候補ＲＳＣおよび自車両ＶＣの位置ではなく、減速対象ＲＳ_１との衝突を回避するための減速支援制御を予定通りに行った場合における、当該減速支援制御の終了タイミング（つまり、終了タイミングｔ_２）での候補ＲＳＣおよび自車両ＶＣの予定位置と、当該終了タイミングでの候補ＲＳＣとの相対速度と、を基準として行う。

具体的に、減速対象認定部１３は、終了タイミングｔ_２を基準として、自車両ＶＣが候補ＲＳＣに衝突するリスクに関する判定を予測的に行う。先ず、減速対象認定部１３は、自車両ＶＣが候補ＲＳＣに衝突するまでの衝突予測時間ＴＴＣを、上式（１）を用いて演算する。但し、式（１）の距離Ｌ_１は、終了タイミングｔ_２での候補ＲＳＣと自車両ＶＣとの距離に置き換える。また、（１）の相対速度Ｖｒ_１は、終了タイミングｔ_２での候補ＲＳＣとの相対速度に置き換える。続いて、減速対象認定部１３は、衝突判定値ＴＴＣ_１，ＴＴＣ_２と、演算した衝突予測時間ＴＴＣとの比較により、候補ＲＳＣが新たな減速対象に該当するか否かの判別を行う。

図４に示す例では、候補ＲＳＣが新たな減速対象ＲＳ_３に認定されたと仮定する。この場合、支援制御判定部１４は、減速対象ＲＳ_１を認定したときと同様に、減速対象ＲＳ_３との衝突を回避するための次回の減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを設定する。減速対象ＲＳ_３の位置は中央線ＣＬを隔てた反対車線であり、減速対象ＲＳ_３の自車両ＶＣに対する相対方向は、減速対象ＲＳ_１の相対方向と同じ方向（右方向）である。図４に示す例では、自車両ＶＣが減速対象ＲＳ_３に衝突するリスクが低いと判定されたと仮定する。また、減速対象ＲＳ_３の手前で自車両ＶＣを停止させるのではなく、減速状態で減速対象ＲＳ_３を追い越すような目標減速度が設定されたと仮定する。

ここで、減速対象ＲＳ_３に自車両ＶＣが近接すると予測されるタイミングを次回の減速支援制御の開始タイミングｔ_６とする。また、終了タイミングｔ_２から開始タイミングｔ_６までの間隔が短いと仮定する。そうすると、図３で説明した問題と同じ問題が生じる。そこで、支援制御判定部１４は、終了タイミングｔ_２から開始タイミングｔ_６までの間、引き続き定速制御に割り込んで行う制御（以下、「中間支援制御」ともいう。）の開始タイミングおよび終了タイミングを設定する。中間支援制御の開始タイミングは、終了タイミングｔ_２に一致するタイミングである。中間支援制御の終了タイミングは、開始タイミングｔ_６に一致するタイミングである。

支援制御部１５は、中間支援制御の開始タイミングおよび終了タイミングが設定された場合、この中間支援制御の実行中、終了タイミングｔ_２での車速を維持することが可能な目標加速度を設定する。支援制御部１５は、終了タイミングｔ_２での車速と路面勾配とに基づいて、目標加速度を設定する。支援制御部１５は、設定された目標加速度を表す駆動指令をエンジンＥＣＵ２０に送信する。

図４の上方に、定速制御の実行中に中間支援制御を割り込ませたときの車速の推移を示す。終了タイミングｔ_２までの車速の推移は、図２で説明したとおりである。図４に示す例では、終了タイミングｔ_２から開始タイミングｔ_６まで中間支援制御が行われるので、この間の車速は終了タイミングｔ_２での車速に保たれる。また、開始タイミングｔ_６以降は、減速支援制御の実行が優先的に行われるため、緩やかに車速が減少する。

［実施の形態における具体的処理］
図５乃至図７は、本発明の実施の形態において運転支援ＥＣＵ１０が実施する支援制御処理ルーチンの一例を説明する図である。この処理ルーチンは、イグニッションスイッチがオンしている期間、所定の演算周期で繰り返し実施される。

図５乃至図７に示す処理ルーチンが起動すると、運転支援ＥＣＵ１０は、先ず、減速対象を認定したか否かを判定する（ステップＳ１０）。減速対象の認定処理については、減速対象認定部１３の説明で述べたとおりである。減速対象を認定していないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は本処理ルーチンを抜ける。

ステップＳ１０において、減速対象を認定したと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを設定する（ステップＳ１２）。減速支援制御の開始タイミング等の設定処理については、支援制御判定部１４の説明で述べたとおりである。

ステップＳ１２に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、目標減速度を設定する（ステップＳ１４）。目標減速度の設定処理については、支援制御部１５の説明で述べたとおりである。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ１２で設定した開始タイミングから減速支援制御が少なくとも開始されるように、制動指令をブレーキＥＣＵ３０に送信する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１６に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、減速対象と衝突するリスクが高いか否かを判定する（ステップＳ１８）。減速対象と衝突するリスクが高いか否かは、衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定値ＴＴＣ_１以下であるか否かにより判定される。その結果、減速対象と衝突するリスクが高いと判定した場合、今回の減速支援制御が減速対象の手前で自車両を停止させる制御であると判断できる。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は本処理ルーチンを抜ける。

ステップＳ１８において、減速対象と衝突するリスクが高くないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、作動モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。作動モードが選択されていないと判定した場合、減速支援制御の終了後に車間距離制御または定速制御が再開されることはないと判断できる。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は本処理ルーチンを抜ける。

ステップＳ２０において、作動モードが選択されている判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、減速支援制御の開始タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の判定処理は、肯定的な判定結果が出るまで繰り返される。肯定的な結果が出た場合、つまり、減速支援制御の開始タイミングが到来したと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、検知範囲を拡大する（ステップＳ２４）。検知範囲の拡大処理については、図４の説明で述べたとおりである。

ステップＳ２４に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、減速支援制御の終了タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ２６）。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、減速支援制御の実行中であるか否かを判定する。減速支援制御の終了タイミングが到来したと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、検知範囲を縮小する（ステップＳ２８）。つまり、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４で拡大させた検知範囲を元に戻す。

ステップＳ２６において、減速支援制御の終了タイミングが到来していないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、新たな減速対象を認定したか否かを判定する（ステップＳ３０）。新たな減速対象の認定処理については、図４の説明で述べたとおりである。新たな減速対象を認定していないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０はステップＳ２６の判定処理に戻る。

ステップＳ３０において、新たな減速対象を認定したと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、次回の減速支援制御の開始タイミングおよび／または終了タイミングを設定する（ステップＳ３２）。次回の減速支援制御の開始タイミング等の設定処理については、図４の説明で述べたとおりである。

ステップＳ３２に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、新たな減速対象と衝突するリスクが高いか否かを判定する（ステップＳ３４）。新たな減速対象と衝突するリスクが高いか否かは、衝突予測時間ＴＴＣが衝突判定値ＴＴＣ_１以下であるか否かにより判定される。その結果、新たな減速対象と衝突するリスクが高いと判定した場合、次回の減速支援制御が新たな減速対象の手前で自車両を停止させる制御であると判断できる。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は、目標減速度を設定する（ステップＳ３６）。この目標減速度の設定処理については、支援制御部１５の説明で述べたとおりである。

ステップＳ３６に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２で設定した開始タイミングから減速支援制御が開始されるように、制動指令をブレーキＥＣＵ３０に送信する（ステップＳ３８）。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、検知範囲を縮小する（ステップＳ２８）。

ステップＳ３４において、新たな減速対象と衝突するリスクが高くないと判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が閾値未満か否かを判定する（ステップＳ４０）。この閾値は、今回の減速支援制御の終了タイミングにおける車速に応じて設定される。間隔が閾値以上と判定された場合、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が長く、車速制御等が再開しても問題ないと判断できる。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３６以降の処理を行う。

ステップＳ４０において、間隔が閾値未満であると判定された場合、中間支援制御の開始タイミングおよび終了タイミングをブレーキＥＣＵ３０に送信する（ステップＳ４２）。中間支援制御の開始タイミングおよび終了タイミングについては、図４の説明したとおりである。

ステップＳ４２に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４２で設定した中間支援制御中の目標加速度と、次回の減速支援制御での目標減速度と、を設定する（ステップＳ４４）。これらの設定処理については、図４の説明で述べたとおりである。

ステップＳ４４に続いて、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ４２で設定した開始タイミングから終了タイミングまで、今回の減速支援制御の終了タイミングでの車速を維持するように駆動指令をエンジンＥＣＵ２０に送信する（ステップＳ４６）。また、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２で設定した開始タイミングから次回の減速支援制御が開始され、同ステップで設定した終了タイミングで終了するように、制動指令をブレーキＥＣＵ３０に送信する。

以上説明した実施の形態に係る車両制御装置によれば、次の効果を奏する。即ち、定速制御または車間距離制御に割り込ませる形で減速支援制御を行う場合において、当該減速支援制御が減速対象を追い越すような制御であるときには、当該減速支援制御の実行中の検知範囲が自車両の前方向および左右方向に拡大される。従って、減速支援制御の実行中に新たな減速対象を認定する機会を増やすことができる。

また、検知範囲の拡大中に新たな減速対象を認定した場合において、当該新たな減速対象との衝突を回避するための次回の減速支援制御が当該新たな減速対象を追い越すような制御であり、尚且つ、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が短いときには、中間支援制御が行われる。従って、定速制御または車間距離制御の再開に伴う加速動作が行われる状況を回避できる。

［実施の形態の変形例］
ところで、上記実施の形態においては、エンジンを備える車両を前提とした車両制御装置を説明した。しかし本発明に係る車両制御装置は、エンジンに加えてモータを備えるハイブリッド車両にも適用でき、エンジンの代わりにモータを備える電気自動車にも適用できる。モータを設ける場合は、運転支援ＥＣＵからの駆動指令を受け付けるモータＥＣＵを別途設け、モータＥＣＵによってモータドライバであるインバータを制御してモータを駆動すればよい。

また、上記実施の形態においては、検知範囲の横幅を対向車線側に余裕幅εだけ拡大している例を説明した。しかし、左白線ＬＬを隔てた路肩方向に余裕幅εを設けてもよいし、または、余裕幅εを設けなくてもよい。

また、上記実施の形態では、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が短いときに、中間支援制御を行った。つまり、定速制御または車間距離制御の再開を延期して中間支援制御を行った。しかし、定速制御または車間距離制御の再開を必ずしも延期しなくてもよい。この変形例について、図８および図９を参照して説明する。

図８は、本発明の実施の形態の変形例に係る支援制御を説明する図である。図８に示す例の前提条件は、図４に示した例の前提条件と同じである。図８に示す例では、支援制御判定部１４が、再開した定速制御において設定される自車両ＶＣの目標加速度の上限値を設定する。上限値を設定すれば、再開した定速制御中の加速度が、本来の加速度よりも小さくなる。従って、減速動作の合間に再開した定速制御に伴って加速動作が行われるとしても、ドライバーに与える違和感を低減することができる。

図９は、図８で説明した本発明の実施の形態の変形例に係る支援制御を実現するために運転支援ＥＣＵ１０が実施する処理ルーチンの一例を説明する図である。尚、図７の処理ルーチンを図９に示した処理ルーチンと置き換えると、変形例に係る支援制御処理ルーチンが説明される。図９に示す処理ルーチンは、ステップＳ４０において肯定的な判定結果が出た場合の処理において図７に示す処理ルーチンと異なる。

即ち、肯定的な判定結果が出た場合、運転支援ＥＣＵ１０は、再開した定速制御中の目標加速度の上限値と、次回の減速支援制御中の目標減速度と、設定する（ステップＳ４８）。これらの設定処理ついては、図８の説明で述べたとおりである。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップＳ３２で設定した開始タイミングから次回の減速支援制御が開始され、同ステップで設定した終了タイミングで終了するように、制動指令をブレーキＥＣＵ３０に送信する（ステップＳ５０）。

このように、今回の減速支援制御の終了の直後に今回と同じような次回の減速支援制御が開始され得ることが予測された場合に、今回の減速支援制御の終了タイミングから次回の減速支援制御の開始タイミングまでに行う支援制御であって、車間距離制御または定速制御を再開した場合に設定される目標加速度よりも小さな目標加速度に基づいた小加速度支援制御を行う限りにおいて、上記実施の形態は各種の変形が可能である。

１０ 運転支援ＥＣＵ
１２ 立体物検知部
１３ 減速対象認定部
１４ 支援制御判定部
１５ 支援制御部
１６ 検知範囲設定部
ＤＲ 検知範囲
ＥＤＲ 拡大後の検知範囲
ＲＳ，ＲＳ_１，ＲＳ_２，ＲＳ_３ 減速対象
ＲＳＣ 新たな減速対象の候補
ＶＣ 自車両

Claims (1)

1. 自車両と衝突するリスクの有る減速対象との衝突を回避する減速支援制御を、車間距離制御または定速制御に割り込んで行うように構成された車両制御装置において、
   前記車両制御装置は、
   前記減速対象を検知範囲内に検知した場合、前記減速支援制御の実行中における前記自車両の目標減速度を設定し、
   前記目標減速度に基づいた今回の減速支援制御が、前記減速対象を追い越す制御であるか否かを判定し、
   前記今回の減速支援制御が前記減速対象を追い越す制御であると判定した場合、前記今回の減速支援制御の実行中に前記検知範囲を拡大し、
   前記今回の減速支援制御の実行中に、拡大された前記検知範囲内に前記自車両と衝突するリスクの有る新たな減速対象を検知した場合、前記新たな減速対象との衝突を回避する次回の減速支援制御の実行中における前記自車両の新たな目標減速度を設定し、
   前記次回の減速支援制御が、前記新たな減速対象を追い越す制御であるか否かを判定し、
   前記次回の減速支援制御が前記新たな減速対象を追い越す制御であると判定した場合、前記今回の減速支援制御の終了タイミングから前記次回の減速支援制御の開始タイミングまでの間隔が閾値未満であるか否かを判定し、
   前記間隔が前記閾値未満であると判定した場合、前記終了タイミングから前記開始タイミングまで、前記車間距離制御または前記定速制御を再開した場合に設定される前記自車両の目標加速度よりも小さい目標加速度に基づいた小加速度支援制御を行うように構成されていることを特徴とする車両制御装置。

Images