JP2019149144A - 車両制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】合流路での可能な限りの自動合流の実現と、合流路での走行安全性の確保との両立を図ることのできる車両制御システムを提供する。【解決手段】合流ゾーンの途中の位置PNOに自車両が到達した場合、自動合流条件の成否が判定される。位置PNOにおいて自動合流条件が成立していないと判定された場合、ドライバによる手動合流を促す通知が開始される。そうでないと判定された場合、手動合流通知が開始されない。手動合流通知を開始しない場合において、合流ゾーンの先端位置と位置PNOの間の位置PGUに自車両が到達したときは、手動合流通知が開始される。【選択図】図4

Description

本発明は、車両制御システムに関する。特に、本発明は、車両の自動運転を制御する車両制御システムに関する。
特開2016−71514号公報には、車両の自動運転を制御する運転支援制御装置が開示されている。この制御装置は、各種情報に基づいて、車線変更条件の成否を判定する。また、この制御装置は、車線変更条件が成立していると判定した場合、車両のドライバに車線変更を提案する。更に、この制御装置は、提案に対する同意がドライバから得られた場合、自動車線変更に必要な処理を実行する。
特開2016−71514号公報 特開2017−194784号公報 特開2017−132408号公報
自動車線変更として、合流路から本線への自動合流を考える。自動合流を行う場合、各種情報から本線への自動合流条件の成否を判定することになる。ただし、通常の車線変更と異なり、合流の場合は、合流路の長さに関する制約がある。そのため、自動合流条件が成立し、尚且つ、自動合流についての同意がドライバから得られている場合であっても、自動合流から手動合流への交代をドライバに提案しなければならないケースが出てくる。
ところが、この運転主体の交代提案には以下の問題がある。すなわち、合流路において可能な限り自動合流を行おうとすると、交代提案を行うための時間的な余裕がなくなる。反対に、交代提案を行うための時間的な余裕を設けようとすると、今度は自動合流を行うための時間的な余裕がなくなる。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、合流路での可能な限りの自動合流の実現と、合流路での走行安全性の確保との両立を図ることのできる車両制御システムを提供することを目的とする。
第1の発明は、上述した課題を解決するための車両制御システムであり、次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、自車両による合流路から本線への自動合流を制御する。
前記車両制御システムは、前記合流路における合流ゾーンの途中の第1位置に前記自車両が到達した場合、所定の自動合流条件の成否を判定する。
前記車両制御システムは、
前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、ドライバによる手動合流を促す通知を開始し、
前記第1位置において前記自動合流条件が成立していると判定した場合、前記通知を開始しない。
前記車両制御システムは、前記通知を開始しなかった場合であっても、前記合流ゾーンの先端位置と前記第1位置の間の第2位置に前記自車両が到達したときは、前記通知を開始する。
第2の発明は、第1の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、前記合流ゾーンの途中の第3位置に前記自車両が到達した場合、前記先端位置付近の目標位置において前記自車両が停止するように前記自車両の動作を制御する。
前記車両制御システムは、前記第3位置と前記合流ゾーンの基端位置との間に、前記第1位置および前記第2位置を設定する。
第3の発明は、第2の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、前記第1位置から前記第2位置まで前記自車両が減速走行するように前記自車両の動作を制御する。
前記車両制御システムは、前記第1位置から前記第2位置までの間における前記自車両の目標減速度の絶対値を、前記第3位置から前記目標位置までの間における前記絶対値よりも小さい値に設定する。
第4の発明は、第2または第3の発明において、更に次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、前記第3位置から前記目標位置までの距離よりも前記合流ゾーンの全長が長い場合、前記基端位置から前記第1位置までの距離が短いほど、前記第1位置を前記第3位置に近い位置に変更する。
第5の発明は、上述した課題を解決するための車両制御システムであり、次の特徴を有する。
前記車両制御システムは、自車両による合流路から本線への自動合流を制御する車両制御システムである。
前記車両制御システムは、合流情報生成部と、合流制御部と、通知位置設定部と、を備える。
前記合流情報生成部は、前記自車両の運転環境を示す運転環境情報に基づいて、前記自動合流のための合流情報を生成する。
前記合流制御部は、所定の自動合流条件が成立する場合、前記合流情報に基づいて、前記自動合流を前記自車両が行うように前記自車両の動作を制御する。
前記通知位置設定部は、前記自動合流条件と、前記合流情報と、に基づいて、ドライバによる手動合流を促す通知の開始位置を設定する。
前記通知位置設定部は、
前記合流情報に基づいて、前記合流路における合流ゾーンの途中の第1位置を前記開始位置に仮設定し、
前記自車両が前記第1位置に到達するまで前記自車両の合流動作が開始されない場合、前記第1位置において前記自動合流条件の成否を判定する。
前記通知位置設定部は、
前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、前記第1位置を前記開始位置に本設定し、
前記第1位置において前記自動合流条件が成立していると判定した場合、前記合流ゾーンの先端位置と前記第1位置の間の第2位置を前記開始位置に本設定する。
第6の発明は、第5の発明において、更に次の特徴を有する。
前記合流制御部は、前記合流ゾーンの途中の第3位置に前記自車両が到達した場合、前記先端位置付近の目標位置で停止するように前記自車両の動作を制御する。
前記通知位置設定部は、前記第3位置と前記合流ゾーンの基端位置との間に、前記第1位置および前記第2位置を設定する。
第7の発明は、第6の発明において、更に次の特徴を有する。
前記合流制御部は、前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、前記第1位置から前記第2位置まで前記自車両が減速走行するように前記自車両の動作を制御する。
前記合流制御部は、前記第1位置から前記第2位置までの間における前記自車両の目標減速度の絶対値を、前記第3位置から前記目標位置までの間における前記絶対値よりも小さい値に設定する。
第8の発明は、第6または第7の発明において、更に次の特徴を有する。
前記通知位置設定部は、前記第3位置から前記目標位置までの距離よりも前記合流ゾーンの全長が長い場合、前記基端位置から前記第1位置までの距離が短いほど、前記第1位置を前記第3位置に近い位置に変更する。
第9の発明は、第6乃至第8の発明の何れかにおいて、更に次の特徴を有する。
前記通知位置設定部は、
前記自車両が前記合流路に進入した後、前記基端位置に到達するまでの間、所定の制御周期に従って、前記自車両の速度と、前記自車両の最大減速度と、に基づいて前記第3位置を繰り返し設定し、
前記第3位置の設定後、前記第3位置に基づいて前記第1位置を繰り返し設定する。
前記合流制御部は、前記第3位置から前記目標位置までの距離よりも前記合流ゾーンの全長が短い場合、前記合流ゾーンへの進入前に前記自車両が減速走行するように前記自車両の動作を制御する。
第1の発明によれば、第1位置において自動合流条件が成立していないと判定された場合、手動合流通知が開始される。従って、この場合は、手動合流通知に従ったドライバによる手動合流を期待できる。一方、第1位置において自動合流条件が成立していると判定された場合、手動合流通知が開始されない。従って、この場合は、第1位置の通過後における自車両による自動合流を期待できる。また、手動合流通知を開始しなかった場合であっても、自車両が第2位置に到達したときは、手動合流通知が開始される。つまり、第1位置の通過後に行われると期待した自動合流が第2位置までに開始されなかった場合、この第2位置において手動合流通知が強制的に開始される。従って、この場合は、第2位置の通過後における手動合流通知に従ったドライバによる手動合流を期待できる。故に、第1の発明によれば、合流ゾーンでの可能な限りの自動合流の実現と、合流ゾーンでの走行安全性の確保との両立を図ることができる。
第2または第6の発明によれば、第3位置に自車両が到達した場合、合流ゾーンの先端位置付近の目標位置において自車両が停止するように自車両の動作が制御される。従って、合流ゾーンでの走行安全性を確保することができる。
第3または第7の発明によれば、第1位置から第2位置までの間の目標減速度の絶対値が、第3位置から目標位置までの間の目標減速度の絶対値よりも小さな値に設定される。そのため、第3位置から目標位置までの間では本格的な減速走行を行い、第1位置から第2位置までの間では比較的緩やかな減速走行を行うことができる。従って、第3位置から開始される本格的な減速走行を示唆しつつ、運転主体の交代期間に余裕を持たせてドライバに安心感を与えることができる。
第4または第8の発明によれば、第3位置から目標位置までの距離よりも合流ゾーンの全長が長い場合、合流ゾーンの基端位置から第1位置までの距離が短いほど、第1位置が第3位置に近い位置に変更される。合流ゾーンの基端位置から第1位置までの距離が短いということは、基端位置を通過してから手動合流通知が開始されるまでの走行距離が短いことを意味する。この点、第1位置を第3位置に近い位置に変更すれば、この走行距離を延ばすことができるので、自動合流の機会を確保できる。従って、合流ゾーンでの可能な限りの自動合流を実現できる。
第5の発明によれば、自車両が第1位置に到達するまで自車両の合流動作が開始されない場合、第1位置において自動合流条件の成否が判定される。この第1位置は、手動合流通知を開始する仮の位置として設定される。そして、第1位置において自動合流条件が成立していないと判定された場合、手動合流通知の開始位置に第1位置が正式に設定される。従って、この場合は、手動合流通知に従ったドライバによる手動合流を期待できる。一方、第1位置において自動合流条件が成立していると判定された場合、手動合流通知の開始位置に第2位置が正式に設定される。この第2位置は、合流ゾーンの先端位置と第1位置の間に位置する。そのため、第2位置が正式に設定された場合は、第1位置から第2位置までの間、手動合流通知の開始が一時的に保留される。従って、この場合は、第1位置から第2位置までの間における合流制御部による自動合流を期待できる。また、この場合は、第2位置の通過後における手動合流通知に従ったドライバによる手動合流を期待できる。故に、第5の発明によれば、合流ゾーンでの可能な限りの自動合流の実現と、合流ゾーンでの走行安全性の確保との両立を図ることができる。
第9の発明によれば、第3位置から目標位置までの距離よりも合流ゾーンの全長が短い場合、合流ゾーンへの進入前に減速走行が行われる。第3位置から目標位置までの距離よりも合流ゾーンの全長が短いということは、合流ゾーンの基端位置よりも手前側において手動合流通知を開始しなければならないということを意味する。この点、合流ゾーンへの進入前に減速走行を行えば、第3位置を合流ゾーン内に移動させることができ、更には、第1位置をも合流ゾーン内に移動させることができる。従って、自動合流の機会を確保して、合流ゾーンでの可能な限りの自動合流を実現できる。
本発明の実施の形態1または2に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 図1に示した車両制御ECUの機能構成例を示すブロック図である。 合流路における合流ゾーンと非合流ゾーンを説明する図である。 合流ゾーンに設定される目標停止位置PST、ギブアップ位置PGU、および、手動合流通知位置PNOを説明する図である。 本発明の実施の形態1に係る合流制御処理を説明するフローチャートである。 自車両Mの合流動作に干渉する他車両が存在するかどうかの判断基準例を説明する図である。 本発明の実施の形態1に係る通知位置設定処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る処理による効果を説明する図である。 本発明の実施の形態2に係る合流制御処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る通知位置設定処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る処理による効果を説明する図である。 本発明の実施の形態2に係る処理による効果を説明する図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
実施の形態1.
先ず、図1乃至図8を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
1.車両制御システムの全体構成の説明
図1は、本実施の形態1に係る車両制御システム100の構成例を示すブロック図である。本システムは、車両に搭載され、当該車両の自動運転を制御する。本システムが搭載される車両(以下、「自車両M」ともいう。)は、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関を動力源とする自動車、電動機を動力源とする電気自動車、内燃機関と電動機を備えるハイブリッド自動車である。電動機は、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池などの電池により駆動される。
図1に示す車両制御システム100は、GPS(Global Positioning System)受信器10と、地図データベース20と、センサ群30と、通信装置40と、HMI(Human Machine Interface)ユニット50と、車両制御ECU(Electronic Control Unit)60と、走行装置ECU70と、走行装置72と、ランプECU80と、ランプ装置82と、を備えている。
GPS受信器10は、3個以上のGPS衛星からの信号を受信する機器である。GPS受信器10は、受信した信号に基づいて、自車両Mの位置および姿勢(方位)を算出する。GPS受信器10は、算出した情報(以下、「位置姿勢情報」ともいう。)を車両制御ECU60に送信する。
地図データベース20には、地図情報のデータが格納されている。地図情報のデータには、例えば、道路、交差点、合流地点および分岐地点などの位置のデータ、道路の形状のデータ(例えば、カーブ、直線の種別、道路の幅、道路の勾配、カーブの曲率など)、道路の種類のデータ(例えば、高速道路、有料道路、国道など)、各レーンの境界位置(境界位置は、例えば、複数の点または複数の線の集合で表される)のデータが含まれている。地図データベース20は、所定の記憶装置(ハードディスク、フラッシュメモリなど)に格納されている。
センサ群30は、自車両Mの周囲の状況や自車両Mの走行状態を検出する。センサ群30は、検出した情報(以下、「センサ検出情報」ともいう。)を、車両制御ECU60に送る。
自車両Mの周囲の状況を検出するセンサ群30としては、ライダー(LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging)、ミリ波レーダー、カメラなどが例示される。ライダーは、光を利用して自車両Mの周囲の物標を検出する。自車両Mの周囲の物標には、移動物標と、静止物標とが含まれる。移動物標としては、周辺車両、バイク、自転車、歩行者などが例示される。移動物標に関する情報には、移動物標の位置、速度およびサイズが含まれる。静止物標としては、路側物、白線、標識などが例示される。静止物標に関する情報は、静止物標の位置およびサイズを含む。ミリ波レーダーは、電波を利用して自車両Mの周囲の物標を検出する。カメラは、自車両Mの周囲の状況を撮像する。
自車両Mの走行状態を検出するセンサ群30としては、車速センサ、ブレーキセンサ、アクセル開度センサ、ステアリングトルクセンサ、ウィンカセンサなどが例示される。車速センサは、自車両Mの速度を検出する。ブレーキセンサは、ブレーキペダルの操作量を検出する。アクセル開度センサは、アクセルペダルの操作量を検出する。ステアリングトルクセンサは、ステアリングホイールの回転角度(舵角)を検出する。ウィンカセンサは、ウィンカレバーの操作を検出する。
通信装置40は、V2X通信(車車間通信および路車間通信)を行う。具体的には、通信装置40は、他の車両との間でV2V通信(車車間通信)を行う。また、通信装置40は、周囲のインフラとの間でV2I通信(路車間通信)を行う。V2X通信を通して、通信装置40は、自車両Mの周囲の環境に関する情報を取得することができる。通信装置40は、取得した情報(以下、「通信情報」ともいう。)を車両制御ECU60に送る。
HMIユニット50は、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。例えば、HMIユニット50は、入力装置、表示装置、スピーカおよびマイクを備えている。入力装置としては、タッチパネル、キーボード、スイッチ、ボタンが例示される。ドライバは、入力装置を用いて、情報をHMIユニット50に入力することができる。HMIユニット50は、ドライバから入力された情報を車両制御ECU60に送る。
車両制御ECU60は、自車両Mの自動運転を制御する自動運転制御を行う。典型的には、車両制御ECU60は、プロセッサ、メモリ、および、入出力インタフェースを備えるマイクロコンピュータである。車両制御ECU60は、入出力インタフェースを介して各種情報を受け取る。そして、車両制御ECU60は、受け取った情報に基づいて、自車両Mの自動運転を制御する。
本実施の形態1では、自動運転のうち、自車両Mが走行しているレーン(以下、「走行レーン」ともいう。)を、合流路から本線に自動的に変更する自動合流を考える。自動合流に際し、車両制御ECU60は、自動合流に必要な合流情報を生成し、走行装置ECU70およびランプECU80に出力する。
走行装置ECU70は、車両制御ECU60と同様の典型的な構成を有するマイクロコンピュータである。走行装置ECU70は、複数のECUから構成される。これらのECUは、車両制御ECU60から入力される合流情報に従って、各種の走行装置72をそれぞれ制御する。走行装置72は、電子制御式のものであり、走行駆動力出力装置、ステアリング装置およびブレーキ装置を含んでいる。走行駆動力出力装置は、走行駆動力を発生させる動力源である。ステアリング装置は、車輪を転舵する。ブレーキ装置は、制動力を発生させる。
ランプECU80は、車両制御ECU60と同様の典型的な構成を有するマイクロコンピュータである。ランプECU80は、車両制御ECU60から入力される合流情報に従って、ランプ装置82の点灯動作を制御する。ランプ装置82は、電子制御式のものであり、ヘッドライト、バックライト、ウィンカランプ、ブレーキランプなどを含んでいる。
2.車両制御ECU60の構成の説明
図2は、図1に示した車両制御ECU60の自動合流機能の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、車両制御ECU60は、合流情報生成部62と、合流制御部64と、通知位置設定部66と、を備えている。これらの機能ブロックは、車両制御ECU60のプロセッサがメモリに格納された制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。
2.1 合流情報生成部62
合流情報生成部62は、自車両Mの運転環境を示す運転環境情報に基づいて、自動合流に必要な合流情報を生成する処理を行う。運転環境情報とは、車両制御ECU60が取得する位置姿勢情報、地図情報、センサ検出情報および通信情報の総称である。合流情報は、走行パス情報と、目標停止位置情報と、ギブアップ位置情報と、手動合流通知位置情報と、を含んでいる。
走行パス情報は、合流路から本線に向かう走行パスに関する情報である。走行パス情報は、例えば、運転環境情報に基づいて生成される。走行パスは、合流路の自動走行中および自動合流の最中に、自車両Mの基準位置(例えば、自車両Mの重心や後輪軸の中心)が到達すべき目標位置の集まりを定めたものである。走行パスは、現在の時刻を基準として、所定時間を経過する毎に設定される。このような走行パスの設定方法は特に限定されず、公知の設定方法が適用できる。なお、本実施の形態1では、走行パスが、自動合流条件(後述)の成否に関係なく設定される。つまり、走行パス情報は、自車両Mが合流路を走行する間、所定時間を経過する毎に生成される。
目標停止位置情報、ギブアップ位置情報、および、手動合流通知位置情報は、合流路の途中に設定される目標停止位置PST、ギブアップ位置PGU、および、手動合流通知位置PNOにそれぞれ対応する情報である。これらの情報は、例えば、位置姿勢情報および地図情報に基づいて生成される。これらの情報は、走行パス情報と同様に、自車両Mが合流路を走行する間、所定時間を経過する毎に生成される。以下、手動合流通知位置PNOを単に「位置PNO」ともいい、ギブアップ位置PGUを単に「位置PGU」ともいい、目標停止位置PSTを単に「位置PST」ともいう。位置PNO、位置PGUおよび位置PSTについて、図3乃至図4を参照して説明する。
図3に示すように、合流路は、合流ゾーンと非合流ゾーンとに区分される。合流ゾーンは、本線に隣接するゾーンであり、尚且つ、自車両Mによる本線への合流が物理的に可能なゾーンである。合流ゾーンと非合流ゾーンの境界の一端は、例えば、ゼブラゾーン(導流帯)の先端に位置する。別の例として、この境界の一端は、本線と合流路の間に存在する路側構造物の先端に位置する。この境界の他端は、合流路の先端側に位置する。この先端側の境界は、例えば、横方向におけるレーン幅が一般的な車両の車幅と一致する位置である。位置PNO、位置PGUおよび位置PSTは、このような合流ゾーンの先端位置と基端位置の間に存在する。
図4は、図3に示した合流ゾーンの周辺を拡大した図である。位置PSTは、自車両Mが自動合流を行うことなく合流路を走行すると仮定した場合に、自車両Mが最終的に停止しなければならない地点である。位置PSTは、例えば、合流ゾーンの先端位置からマージン(例えば、5m)の分だけ離れた地点である。位置PGUは、自車両Mが自動合流を断念する地点である。位置PGUは、例えば、速度vで走行する自車両Mを最大減速度amaxで減速させた場合の走行距離(v/2amax)の分だけ位置PSTから離れた地点である。位置PNOは、本システムが自動合流を断念する前段階として、ドライバによる手動合流を促すための通知(例えば、「手動合流してください」)を開始する地点である。位置PNOは、例えば、速度vで走行する自車両Mが位置PGUに到達するα秒前(例えば、4.0秒前)の地点である。
以下の説明においては、ドライバによる手動合流を促すための通知を「手動合流通知」ともいう。また、位置PNOから位置PSTまでのエリアを、原則として手動合流通知を実施する「通知エリア」ともいう。また、合流ゾーンの基端位置から位置PNOまでのエリアを、原則として自動合流を実施する「自動合流許可エリア」ともいう。
2.2 合流制御部64
合流制御部64は、運転環境情報および合流情報に基づいて、合流路を走行する自車両Mの動作を制御するための処理(以下、「合流制御処理」ともいう。)を行う。この合流制御処理について、図5を参照しながら詳しく説明する。
図5は、本実施の形態1に係る合流制御処理を説明するフローチャートである。図5に示すルーチンでは、先ず、位置PNOの手前の位置において、手動合流条件が成立するか否かが判定される(ステップS10)。位置PNOの手前の位置は、具体的には、自動合流許可エリア内の任意の位置である。この任意の位置は、2箇所以上でもよい。つまり、ステップS10の処理は、2回以上繰り返して行ってもよい。
手動合流条件は、具体的には下記条件C1〜C4である。
条件C1:自車両Mの合流動作に干渉する他車両が存在する
条件C2:ウィンカランプの点灯時間が所定時間未満である
条件C3:合流ゾーンの基端位置での自車両Mの速度が規定速度未満である
条件C4:走行駆動力出力装置、ステアリング装置、またはブレーキ装置に異常が生じている
条件C1〜C4の成否は、運転環境情報に基づいて判定される。条件C1の成否は、例えば、センサ検出情報に含まれる他車両の相対情報(相対速度および相対距離)に基づいて判定される。ここでいう「他車両」とは、本線または合流路上に存在し、自車両Mの進行方向と同じ方向に走行する車両をいう。図6は、他車両の相対情報と、条件C1の成否との関係を規定した図である。図6に「自動合流不可」として示す領域、すなわち、相対距離が短い領域、または、車間距離が縮小しつつある領域に相対情報が認められる場合、条件C1が成立する。一方、「自動合流可」として示す領域、すなわち、相対距離が長い領域、または、車間距離が開きつつある領域に相対情報が認められる場合、条件C1が不成立となる。
条件C2の成否は、例えば、センサ検出情報に含まれるウィンカレバーの操作時間に基づいて判定される。条件C3の成否は、例えば、センサ検出情報に含まれる自車両Mの速度に基づいて判定される。条件C3の成否は、本線を走行する他車両の存在とは関係なく判定される。自車両Mの車速が極端に遅いような場合、条件C3が成立する。条件C4は、例えば、センサ検出情報に含まれる走行装置の異常信号の有無に基づいて判定される。
ステップS10では、条件C1〜C4の何れか1つが成立する場合、手動合流条件が成立すると判定される。一方、条件C1〜C4の全てが不成立の場合、自動合流条件が成立すると判定される。つまり、ステップS10の処理では、次の条件C5〜C8の全てが成立する場合、自動合流条件が成立すると判定している。
条件C5:自車両Mの合流動作に干渉する他車両が存在しない
条件C6:ウィンカランプの点灯時間が所定時間以上である
条件C7:合流ゾーンの基端位置での自車両Mの速度が規定速度以上である
条件C8:走行駆動力出力装置、ステアリング装置、およびブレーキ装置に異常が生じていない
ステップS10の判定結果が否定的な場合(すなわち、条件C5〜C8の全てが成立すると判定された場合)、自動合流が開始される(ステップS11)。具体的には、走行パス情報に基づいて、自車両Mが走行パスを予定通りに走行するように、走行装置72の制御量が決定される。また、走行パス情報に基づいて、ランプ装置82(より正確には、ウィンカランプ)の点灯動作の開始タイミングと終了タイミングが決定される。
一方、ステップS10の判定結果が肯定的な場合、位置PNOにおいて手動合流条件が成立するか否かが判定される(ステップS12)。つまり、自車両Mが位置PNOに到達したタイミングで、手動合流条件の成否が再度判定される。
ステップS12の判定結果が否定的な場合(すなわち、条件C5〜C8の全てが成立すると判定された場合)、自動合流が開始される(ステップS11)。ステップS12の処理を行うことで、位置PNOにおいてようやく自動合流条件が成立したような場合に、自動合流が開始される。つまり、ステップS12の処理は、自動合流許可エリアの範囲において可能な限り自動合流を開始するための処理である。
一方、ステップS12の判定結果が肯定的な場合、自車両Mの緩減速が開始される(ステップS13)。具体的には、自車両Mが所定の目標減速度(例えば、−0.1G)で減速走行するように走行装置72(より正確には、ブレーキ装置)の制御量が決定される。
位置PNOにおいて手動合流条件が成立する場合、本システムは自動合流を断念している。故に、この場合は、判定後、遅滞なく手動合流通知が開始される(詳細は後述)。従って、ドライバは、手動合流のための操作を開始することになる。ただし、その直後に自車両Mが位置PGUに到達した場合、位置PSTに自車両Mを停止させるための急減速を開始する必要が出てくる。この急減速の準備段階として、ステップS13では緩減速を開始している。このような緩減速を開始することで、運転主体の交代期間(ハンドオーバー期間)に余裕をもたせてドライバに安心感を与えることができる。
ステップS13に続いて、手動合流が開始されることなく自車両Mが位置PGUに到達したか否かが判定される(ステップS14)。手動合流が開始されたか否かは、例えば、センサ検出情報に基づいて判定される。自車両Mが位置PGUに到達したか否かは、例えば、センサ検出情報と合流情報に基づいて判定される。ステップS14の判定結果が否定的な場合は、手動合流が開始されたと判断できる。従ってこの場合は、合流制御処理が終了する。
一方、ステップS14の判定結果が肯定的な場合は、自車両Mの最大減速が開始される(ステップS15)。具体的には、自車両Mが最大減速度(例えば、−0.6G)で減速走行するように走行装置72(より正確には、ブレーキ装置)の制御量が決定される。
なお、ステップS10の処理では、条件C5〜C8の全てが成立する場合、自動合流条件が成立すると判定した。しかし、条件C6〜C8と、条件C5とは条件の性質が異なる。すなわち、条件C6〜C8が自車両Mの車両状態のみに依存するのに対し、条件C5は自車両Mおよび他車両の車両状態に依存する。そのため、条件C6〜C8が成立する一方で条件C5が成立していない場合が想定される。そして、この場合は、自車両Mを認識した他車両による譲歩(例えば、他車両が走行しているレーンの変更、他車両の減速走行)によって、自動合流条件が突如として成立し得る。従って、ステップS10の処理では、条件C5のみが成立していない場合(つまり、条件C1のみが成立している場合)、判定結果を出すことを一時的に延期してもよい。
ただし、この延期は、最大でも自車両Mが位置PNOに到達するまでの間とされる。つまり、自車両Mが位置PNOに到達したときには、延期状態が解除される。延期状態の解除後は、ステップS12の処理が開始される。延期状態を位置PNOで解除してステップS12の処理を開始すれば、条件C5が成立することなく自車両Mが位置PNOに到達したときに手動合流条件(つまり、条件C1〜C4)の成立を判定することができる。そして、相変わらず条件C5が成立していないと判定されたときには、自動合流を断念して緩減速を開始することができる(ステップS13)。
2.3 通知位置設定部66
通知位置設定部66は、手動合流条件(または自動合流条件)と、合流情報と、に基づいて、手動合流通知を開始する位置を設定する処理(以下、「通知位置設定処理」ともいう。)を行う。この通知位置設定処理について、図7を参照しながら詳しく説明する。
図7は、本実施の形態1に係る通知位置設定処理を説明するフローチャートである。図7に示すルーチンでは、先ず、位置PNOが仮設定される(ステップS20)。仮設定される位置PNOは、図4で説明した地点(すなわち、速度vで走行する自車両Mが位置PGUに到達するα秒前の地点)である。
ステップS20に続いて、自動合流が開始されることなく自車両Mが位置PNOに到達したか否かが判定される(ステップS21)。自動合流が開始されたか否かは、例えば、センサ検出情報に基づいて判定される。自車両Mが位置PNOに到達したか否かは、例えば、センサ検出情報と合流情報に基づいて判定される。ステップS21の判定結果が否定的な場合は、自動合流が開始されたと判断できる。従ってこの場合は、通知位置設定処理が終了する。
一方、ステップS21の判定結果が肯定的な場合、位置PNOにおいて自動合流条件が成立するか否かが判定される(ステップS22)。つまり、自車両Mが位置PNOに到達したタイミングで、条件C5〜C8の全てが成立するか否かが判定される。
ステップS22の判定結果が否定的な場合は、位置PNOが本設定される(ステップS23)。本設定される位置PNOは、ステップS20で仮設定した位置PNOと同じ位置である。従って、ステップS22の判定結果が否定的な場合は、ステップS23の処理直後に手動合流通知が開始されることになる。
ステップS22の処理と同様に、ステップS22の判定結果が肯定的な場合も位置PNOが本設定される(ステップS24)。ただし、本設定される位置PNOは、ステップS20で仮設定した位置PNOとは異なる位置である。位置PNOは、例えば、速度vで走行する自車両Mが位置PGUに到達するβ秒前(例えば、2.0秒前)の地点である。従って、ステップS22の判定結果が肯定的な場合は、ステップS24の処理直後ではなく、この処理から数秒程度経過した後に手動合流通知が開始されることになる。
図5のステップS12で説明したように、位置PNOにおいてようやく自動合流条件が成立したような場合には、位置PNOの通過後に自動合流が開始される。ステップS24の処理は、このような自動合流が開始されるのを可能な限り延期するための処理である。
4.効果
以上説明した本実施の形態1に係る車両制御システムによれば、合流制御処理と通知位置設定処理によって次の効果を得ることができる。この効果について、図8を参照して説明する。
図8に示す位置PNO1は、手動合流通知位置情報に含まれる位置PNOであり、通知位置設定処理において仮設定される位置PNOに該当する。位置PNO2は、位置PNO1において自動合流条件が成立する場合に本設定される位置PNOに該当する。
本実施の形態1に係る合流制御処理によれば、自動合流許可エリアにおいて自動合流条件が成立する場合、自動合流を開始することができる。従って、仮に、自車両Mが位置PNO1に到達したタイミングで自動合流条件が成立すれば、自動合流を開始することができる。また、本実施の形態1に係る通知位置設定処理によれば、このようなタイミングで自動合流が開始される場合に、手動合流通知を位置PNO1ではなく位置PNO2に設定できる。つまり、手動合流通知の開始タイミングを一時的に保留することができる。従って、自動合流許可エリアの範囲において可能な限り自動合流を開始することができる。
また、本実施の形態1に係る通知位置設定処理によれば、自動合流許可エリアにおいて自動合流条件が一度も成立しなかった場合に、位置PNO1において手動合流通知が開始される。或いは、通知位置設定処理によれば、自動合流条件が成立している場合であっても、自車両Mが位置PNO2に到達したときには、位置PNO2において手動合流通知が開始される。従って、自動合流が不可能な場合、または、自車両Mが位置PNO2に到達した場合に、ドライバによる安全な手動合流を促すことができる。
更に、本実施の形態1に係る合流制御処理によれば、手動合流が開始されることなく自車両Mが位置PGUに到達した場合、自車両Mの急減速が開始される。従って、位置PNO1またはPNO2での手動合流通知の開始にも関わらず運転主体の交代が行われなかった場合でも、位置PSTに自車両Mを停止させることができる。
また更に、本実施の形態1に係る合流制御処理によれば、自動合流許可エリアにおいて自動合流条件が一度も成立しなかった場合に、位置PNO1において緩減速が開始される。自動合流許可エリアにおいて自動合流条件が一度も成立しなかった場合は、位置PNO1において手動合流通知が開始される。そのため、位置PNO1において緩減速を開始すれば、運転主体の交代期間に余裕をもたせてドライバに安心感を与えることができる。
尚、上述した実施の形態1においては、図8に示した位置PNO1が第1または第5の発明の「第1位置」に相当している。また、位置PNO2が第1または第5の発明の「第2位置」に相当している。また、位置PGUが第2または第6の発明の「第3位置」に相当している。また、位置PSTが第2または第6の発明の「目標位置」に相当している。
実施の形態2.
次に、図9乃至図12を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。以下では、上記実施の形態1と相違する部分、および、実施の形態2の特徴的な部分について説明を行い、上記実施の形態1と重複する部分についての説明は適宜省略する。
1.実施の形態2の処理の特徴
上記実施の形態1の合流制御処理および通知位置設定処理は、位置PNO、位置PGUおよび位置PSTにそれぞれ対応する情報が合流情報に含まれることを前提として説明した。しかし、合流路の形状は様々であることから、合流ゾーンが短いこともある。そのため、図4で説明した位置PNO、位置PGUおよび位置PSTを順番に設定していく手法の場合、合流ゾーンが極端に短いときに位置PNOが合流ゾーンの外側に位置する可能性がある。つまり、自動合流許可エリアが全く設定できない可能性がある。
そこで、本実施の形態2では、合流情報に合流ゾーンと通知エリアの全長に関する情報を追加する。合流ゾーンと通知エリアの全長に関する情報は、例えば、位置姿勢情報および地図情報に基づいて生成される。また、本実施の形態2では、合流制御処理および通知位置設定処理において、この全長の長さに関する判定を行う。
1.1 合流制御処理
図9は、本実施の形態2に係る合流制御処理を説明するフローチャートである。図9に示すルーチンは、自車両Mが合流路に進入した後、合流ゾーンの基端位置に到達するまでの間、所定の制御周期に従って繰り返して実行されるものとする。
図9に示すルーチンでは、先ず、合流ゾーンの全長が通知エリアの全長よりも短いか否かが判定される(ステップS30)。ステップS30の判定結果が否定的な場合、自動合流許可エリアが存在すると判断できる。従ってこの場合は、合流制御処理が終了する。
一方、ステップS30の判定結果が肯定的な場合、自車両Mの減速が開始される(ステップS31)。具体的には、自車両Mが所定の目標減速度(例えば、−0.1G×合流路進入後の本ルーチンの繰り返し回数)で減速走行するように走行装置72(より正確には、ブレーキ装置)の制御量が決定される。なお、この制御量の決定に際しては、合流ゾーンの基端位置での自車両Mの速度が規定速度以上(条件C7参照)となるように目標減速度を微調整することが望ましい。
自車両Mが合流路に進入した後、合流ゾーンの基端位置に到達するまでの間にステップS30、S31の処理が繰り返されると、自車両Mの減速に伴って通知エリアの全長が徐々に短くなる。通知エリアの全長が短くなれば、位置PNOの設定が可能になる。位置PNOの設定が可能になれば、合流ゾーン内に自動合流許可エリアを確保することが可能になる。つまり、ステップS30、S31の処理は、自動合流の機会を確保するための処理である。
1.2 通知位置設定処理
図10は、本実施の形態2に係る通知位置設定処理を説明するフローチャートである。図10に示すルーチンは、図9に示したルーチンと同様に、自車両Mが合流路に進入した後、合流ゾーンの基端位置に到達するまでの間、所定の制御周期に従って繰り返して実行されるものとする。
図10に示すルーチンでは、ステップS20の処理に続いて、通知エリアの全長に係数Cを乗じた値が合流ゾーンの全長よりも長いか否かが判定される(ステップS40)。係数Cは、例えば、1.0〜2.0に設定される。このような係数Cによれば、自動合流許可エリアの全長が中程度(すなわち、自動合流を開始することが不可能な長さではないものの、余裕のある自動合流を開始するには不足する長さ)であるのか否かが判断できる。ステップS40の判定結果が否定的である場合、自動合流許可エリアの全長が十分に長いと判断できる。従ってこの場合は、通知位置設定処理が終了する。
一方、ステップS40の判定結果が肯定的である場合、ステップS20で仮設定した位置PNOが変更される(ステップS41)。変更後の位置PNOは、速度vで走行する自車両Mが位置PGUに到達するγ秒前(例えば、3.0秒前)の地点である。時間γは、時間αと時間βの中間値に設定される。このような時間γによれば、自動合流許可エリアの全長が長くなる。なお、時間γは、必ずしも固定値である必要はなく、自動合流許可エリアの全長に応じて変更してもよい。例えば、自動合流許可エリアの全長が短くなるほど、時間γをより短い時間に変更してもよい。
2.効果
以上説明した本実施の形態2に係る車両制御システムによれば、合流制御処理と通知位置設定処理によって次の効果を得ることができる。この効果について、図11乃至図12を参照して説明する。
図11に示す位置PGU1は、自車両Mが合流路を走行している間のあるタイミングT1において設定された位置PGUに該当する。位置PGU2は、タイミングT1よりも後のタイミングT2において設定された位置PGUに該当する。位置PNO3は、タイミングT1において仮設定される位置PNOに該当する。位置PNO4は、タイミングT2において仮設定される位置PNOに該当する。
本実施の形態2に係る合流制御処理によれば、合流ゾーンの手前において合流ゾーンの全長が通知エリアの全長よりも短いと判定された場合、自車両Mの減速が開始される。そのため、図11に示すように位置PGU1を位置PGU2へと移動させて通知エリアを短くすることができる。これにより、位置PNO3を位置PNO4へと移動させて自動合流許可エリアを拡大させることができる。従って、合流ゾーン内に自動合流許可エリアを確保することが可能になる。よって、自動合流の機会を確保することが可能となる。
図12に示す位置PNO1は、通知位置設定処理において仮設定される位置PNOに該当する。位置PNO5は、変更後の位置PNOに該当する。ただし、位置PNO5はあくまでも仮設定される位置PNOであり、本設定される位置PNOではない。すなわち、位置PNO5が位置PNOに本設定されるのは、自車両Mが位置PNO5に到達するまでの間、一度も自動合流条件が成立しない場合である。自車両Mが位置PNO5に到達したタイミングにおいてようやく自動合流条件が成立した場合には、位置PNO5ではなく、位置PNO5と位置PGUの間に位置PNOが本設定される。
また、本実施の形態2に係る通知位置設定処理によれば、自動合流許可エリアの全長が中程度の場合に、仮設定される位置PNOを位置PNO1から位置PNO5へと変更することができる。従って、自動合流許可エリアの全長を長くして、自動合流を開始する機会を確保することができる。
特に、本実施の形態2によれば、合流ゾーンの手前において合流ゾーンの全長が通知エリアの全長よりも短いと判定された場合であっても、合流制御処理に基づく自車両Mの減速と、通知位置設定処理に基づく位置PNOの変更と、の組み合わせによって合流ゾーン内に自動合流許可エリアを確保することが可能になる。従って、自動合流を開始する機会を高めることができる。
その他の実施の形態.
上述した実施の形態に係る車両制御システムは以下のように変形することもできる。
実施の形態1に係る合流制御処理では、図5のステップS10、S12およびS14の判定結果が全て肯定的な場合、ステップS15において自車両Mの最大減速が開始された。しかし、自車両Mが自動合流を断念する地点が位置PGUであるとの定義から明らかなように、自車両Mが位置PGUに到達したことのみを条件として、最大減速が開始されてもよい。つまり、自車両Mが位置PGUに到達した場合は、図5で説明した処理の流れとは関係なく、最大減速が開始されてもよい。
10 GPS受信器
20 地図データベース
30 センサ群
40 通信装置
50 HMIユニット
60 車両制御ECU
62 合流情報生成部
64 合流制御部
66 通知位置設定部
70 走行装置ECU
72 走行装置
80 ランプECU
82 ランプ装置
100 車両制御システム
M 自車両
PGU ギブアップ位置
PNO 手動合流通知位置
PST 目標停止位置

Claims (9)

  1. 自車両による合流路から本線への自動合流を制御する車両制御システムであって、
    前記車両制御システムは、
    前記合流路における合流ゾーンの途中の第1位置に前記自車両が到達した場合、所定の自動合流条件の成否を判定し、
    前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、ドライバによる手動合流を促す通知を開始し、
    前記第1位置において前記自動合流条件が成立していると判定した場合、前記通知を開始せず、
    前記通知を開始しなかった場合であっても、前記合流ゾーンの先端位置と前記第1位置の間の第2位置に前記自車両が到達したときは、前記通知を開始する
    ことを特徴とする車両制御システム。
  2. 前記車両制御システムは、
    前記合流ゾーンの途中の第3位置に前記自車両が到達した場合、前記先端位置付近の目標位置において前記自車両が停止するように前記自車両の動作を制御し、
    前記第3位置と前記合流ゾーンの基端位置との間に、前記第1位置および前記第2位置を設定する
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御システム。
  3. 前記車両制御システムは、
    前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、前記第1位置から前記第2位置まで前記自車両が減速走行するように前記自車両の動作を制御し、
    前記第1位置から前記第2位置までの間における前記自車両の目標減速度の絶対値を、前記第3位置から前記目標位置までの間における前記絶対値よりも小さい値に設定する
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両制御システム。
  4. 前記車両制御システムは、
    前記第3位置から前記目標位置までの距離よりも前記合流ゾーンの全長が長い場合、前記基端位置から前記第1位置までの距離が短いほど、前記第1位置を前記第3位置に近い位置に変更する
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の車両制御システム。
  5. 自車両による合流路から本線への自動合流を制御する車両制御システムであって、
    前記車両制御システムは、
    前記自車両の運転環境を示す運転環境情報に基づいて、前記自動合流のための合流情報を生成する合流情報生成部と、
    所定の自動合流条件が成立する場合、前記合流情報に基づいて、前記自動合流を前記自車両が行うように前記自車両の動作を制御する合流制御部と、
    前記自動合流条件と、前記合流情報と、に基づいて、ドライバによる手動合流を促す通知の開始位置を設定する通知位置設定部と、
    を備え、
    前記通知位置設定部は、
    前記合流情報に基づいて、前記合流路における合流ゾーンの途中の第1位置を前記開始位置に仮設定し、
    前記自車両が前記第1位置に到達するまで前記自車両の合流動作が開始されない場合、前記第1位置において前記自動合流条件の成否を判定し、
    前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、前記第1位置を前記開始位置に本設定し、
    前記第1位置において前記自動合流条件が成立していると判定した場合、前記合流ゾーンの先端位置と前記第1位置の間の第2位置を前記開始位置に本設定する
    ことを特徴とする車両制御システム。
  6. 前記合流制御部は、前記合流ゾーンの途中の第3位置に前記自車両が到達した場合、前記先端位置付近の目標位置で停止するように前記自車両の動作を制御し、
    前記通知位置設定部は、前記第3位置と前記合流ゾーンの基端位置との間に、前記第1位置および前記第2位置を設定する
    ことを特徴とする請求項5に記載の車両制御システム。
  7. 前記合流制御部は、
    前記第1位置において前記自動合流条件が成立していないと判定した場合、前記第1位置から前記第2位置まで前記自車両が減速走行するように前記自車両の動作を制御し、
    前記第1位置から前記第2位置までの間における前記自車両の目標減速度の絶対値を、前記第3位置から前記目標位置までの間における前記絶対値よりも小さい値に設定する
    ことを特徴とする請求項6に記載の車両制御システム。
  8. 前記通知位置設定部は、前記第3位置から前記目標位置までの距離よりも前記合流ゾーンの全長が長い場合、前記基端位置から前記第1位置までの距離が短いほど、前記第1位置を前記第3位置に近い位置に変更する
    ことを特徴とする請求項6または7に記載の車両制御システム。
  9. 前記通知位置設定部は、
    前記自車両が前記合流路に進入した後、前記基端位置に到達するまでの間、所定の制御周期に従って、前記自車両の速度と、前記自車両の最大減速度と、に基づいて前記第3位置を繰り返し設定し、
    前記第3位置の設定後、前記第3位置に基づいて前記第1位置を繰り返し設定し、
    前記合流制御部は、前記第3位置から前記目標位置までの距離よりも前記合流ゾーンの全長が短い場合、前記合流ゾーンへの進入前に前記自車両が減速走行するように前記自車両の動作を制御する
    ことを特徴とする請求項6乃至8何れか1項に記載の車両制御システム。
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