JP2020069940A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車がカーブ道路等の旋回走行経路を走行するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置２０は、自車の走行方向に位置する自車が旋回して走行する旋回走行経路の端部と自車との距離である経路端距離を取得する距離取得部２１と、旋回走行経路の経路幅を取得する経路幅取得部２２と、自車の速度を取得する速度取得部２３と、旋回前位置にて取得された経路端距離と経路幅とに基づいて先読み旋回走行経路の曲率半径を取得する先読み曲率半径取得部２４と、先読み曲率半径に基づいて自車が旋回走行経路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定部２５と、自車の速度と目標速度とに基づいて自車を目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出部２６と、目標加減速度に基づいて自車の加減速制御を実行する車両制御部２７と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

自車がカーブ道路を旋回する際や、先行車等を回避するために旋回する際には、自車の速度を旋回に適した速度とすることが好ましい。特許文献１に、自車が走行しようとするカーブ道路の曲率半径を取得し、この曲率半径に基づいて、自車がカーブ道路を走行する際の目標速度を算出して、自車が目標速度になるように加減速を実行する車両制御装置が記載されている。

特許第４２３２８０６号公報

特許文献１では、レーダやカメラセンサの検知値等から、自車が走行しようとするカーブ道路の曲率半径を取得する。このため、曲率半径を取得してから、自車がカーブ道路を実際に走行するまでの時間が短く、自車が目標速度となるように加減速を行うことが困難となる場合がある。

上記の課題を鑑み、本発明は、自車がカーブ道路等の旋回走行経路を走行するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車の走行方向に位置する、前記自車が旋回して走行する旋回走行経路の端部と、前記自車との距離である経路端距離を取得する距離取得部と、前記旋回走行経路の経路幅を取得する経路幅取得部と、前記自車の速度を取得する速度取得部と、前記自車が旋回を開始するよりも前の旋回前位置にて取得された前記経路端距離と、前記経路幅とに基づいて、前記旋回前位置から前記旋回走行経路が開始したと仮定した先読み旋回走行経路の曲率半径を取得する先読み曲率半径取得部と、前記先読み曲率半径に基づいて、前記自車が前記旋回走行経路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定部と、前記自車の速度と、前記目標速度とに基づいて、前記自車を前記目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出部と、前記目標加減速度に基づいて、前記自車の加減速制御を実行する車両制御部と、を備える車両制御装置を提供する。

本発明によれば、先読み半径取得部は、自車が旋回を開始するよりも前の旋回前位置において取得された経路端距離と、経路幅とに基づいて、旋回前位置から旋回走行経路が開始したと仮定した先読み旋回走行経路の曲率半径である先読み曲率半径を取得する。そして、目標速度設定部は、先読み曲率半径に基づいて、自車が旋回走行経路を走行する際の目標速度を設定し、目標加減速度算出部は、この目標速度等に基づいて、自車の目標加減速度を算出する。このため、車両制御部は、自車が旋回前位置にある段階から、目標加減速度を得ることができ、これに基づいて、自車の速度を早い段階から制御できる。本発明の車両制御装置によれば、自車が旋回前位置にある早い段階から自車の速度制御を実行できるため、自車がカーブ道路等の旋回走行経路を走行するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる。

実施形態に係る運転支援システムを示すシステムブロック図。 車両制御ＥＣＵの機能ブロック図。 自車の後輪軸と前輪軸とを示す図。 カーブ道路を旋回する際の自車の曲率半径と、先読み曲率半径との関係を示す図。 自車がカーブ道路を旋回中および旋回前後の経路端距離の経時変化を示す図。 自車がカーブ道路を旋回中および旋回前後の先読み曲率半径の経時変化を示す図。 自車がカーブ道路を旋回中および旋回前後の自車の操舵角の経時変化を示す図。 車両制御ＥＣＵが実行する運転支援処理のフローチャート。 自車が駐車車両を回避するための迂回経路における先読み曲率半径を示す図。 自車が先行車を回避するための迂回経路における先読み曲率半径を示す図。

（第１実施形態）
図１に、本実施形態の運転支援システムの全体構成を示す。同図に示すように、本運転支援システムは、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０、舵角センサ１１、Ｇセンサ１２、ヨーレートセンサ１３、ＥＮＧ＿ＥＣＵ１４、ＣＣＤカメラ１５、画像認識処理装置１６、レーダ１７、操作ＳＷ１８、ナビゲーション装置１９、及び車両制御ＥＣＵ２０によって構成される。

図１に示すＶＳＣ＿ＥＣＵ１０は、自車に制動力を印加するブレーキアクチュエータ（図示せず）を制御するもので、自車の横滑りを抑制するＶＳＣ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、登録商標）の制御機能を備える。このＶＳＣ＿ＥＣＵ１０は、車内ＬＡＮ３０から目標加減速度の情報を受信し、この目標加減速度が自車に発生するように、ブレーキアクチュエータを制御する。また、ＶＳＣ＿ＥＣＵ１０は、自車の速度（車速）Ｖ、及びブレーキ圧力の情報を車内ＬＡＮ３０に送信する。舵角センサ１１は、自車のステアリングの操舵角の情報を検出するセンサであり、検出した操舵角の情報を車内ＬＡＮ３０に送信する。

Ｇセンサ１２は、自車の前後方向に発生する加減速度（前後Ｇ）と、横（左右）方向に発生する加減速度（横Ｇ）を検出する加速度センサであり、検出した前後Ｇ及び横Ｇの情報を車内ＬＡＮ３０に送信する。ヨーレートセンサ１３は、自車の鉛直軸まわりの角速度（ヨーレート）を検出するセンサであり、検出したヨーレートの情報を車内ＬＡＮ３０に送信する。

ＥＮＧ＿ＥＣＵ１４は、車内ＬＡＮ３０から目標加減速度の情報を受信し、自車が目標加減速度を発生するように、図示しないスロットルアクチュエータを制御する。ＣＣＤカメラ１５は、自車前方の所定範囲内の画像を撮影する撮像手段であり、撮像画像を画像認識処理装置１６へ出力する。

画像認識処理装置１６は、ＣＣＤカメラ１５から出力された撮像画像に対して所定の画像認識処理を施すことによって、例えば、自車前方のカーブ道路の道路境界やその付近に設けられた通行区分線、ポール、ガードレール、縁石等の道路付帯物を認識し、その道路付帯物と自車との相対位置を求める。そして、道路付帯物の種類とその相対位置の情報を車両制御ＥＣＵ２０へ出力する。

レーダ１７は、例えば、レーザ光を自車前方の所定範囲に照射し、その反射光を受信して、カーブ道路の道路境界やその付近に設けられた所定強度以上の反射光強度を示す反射板、デリニエータ等の道路付帯物との距離、自車幅中心軸と道路付帯物の中心軸とのズレ量（横ずれ量）等を検出し、車両制御ＥＣＵ２０へ出力する。

操作ＳＷ１８は、ドライバが操作するスイッチ群であり、スイッチ群の操作情報は車両制御ＥＣＵ２０へ出力される。ナビゲーション装置１９は、何れも図示しない周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ、距離センサ、及び衛星からの電波に基づいて自車の位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のためのＧＰＳ受信機等から構成される位置検出部、道路地図データを記憶する道路地図データ記憶部、液晶やＣＲＴ等を用いたカラーディスプレイ、及び制御回路によって構成される。

道路地図データは、地図上の道路をリンクとノードによって表現するためのリンクデータ及びノードデータが含まれており、このリンクデータ及びノードデータは、リンクの始点及び終点座標、リンク長、通行区分幅、道路の曲率半径の情報を含んでいる。ナビゲーション装置１９は、車両制御ＥＣＵ２０からの指令を受けて、自車の現在位置を特定し、自車前方の所定距離以内に存在するカーブ道路のリンクデータ及びノードデータを出力する。

車両制御ＥＣＵ２０は、主にマイクロコンピュータとして構成され、何れも周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及びこれらを接続するバスによって構成される。この車両制御ＥＣＵ２０は、自車の走行方向前方にカーブ道路が存在する場合、そのカーブ道路を走行する際の目標速度を設定し、その設定した目標速度まで自車を加減速するための目標加減速度を算出する。そして、自車の速度とその目標速度を比較した結果に基づいて、自車に発生する加減速度が目標加減速度となるように加減速制御を実行する。

図２に示すように、車両制御ＥＣＵ２０は、経路端距離Ｄ、経路幅Ｗ、自車速度Ｖを入力データ３１として取得し、演算処理３２を実行して、自車の走行方向の加減速度Ｇｘを出力することができる。なお、速度、加減速度等について、添え字のｘは、自車の走行方向を意味し、添え字のｙは、自車の走行方向に垂直な横方向を意味する。下記においては、添え字のｘまたはｙを用いて、走行方向成分と横方向成分とを区別し、「走行方向」「横方向」という用語を省略する場合がある。

演算処理３２においては、経路端距離Ｄおよび経路幅Ｗに基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出する。自車速度Ｖに基づいて、自車の横加減速度Ｇｙの目標値である目標横加減速度Ｇｙｔを算出する。そして、先読み曲率半径Ｒと、目標横加減速度Ｇｙｔに基づいて、目標速度Ｖｘｔを算出する。目標速度Ｖｘｔは、自車が旋回を開始する前に到達すべき目標速度である。さらに、演算処理３２においては、自車速度Ｖｘと、目標速度Ｖｘｔとに基づいて、自車の目標加減速度Ｇｘｔを算出する。目標加減速度Ｇｘｔは、目標速度Ｖｘｔと、自車速度Ｖｘと、ｄｔとに基づいて、下記式（１）より算出できる。なお、時間ｄｔは自車速度Ｖｘを目標速度Ｖｘｔにするために要する時間を示し、通常、ｄｔは、減速の場合は約０．５秒から約１秒程度の値を取り、加速の場合は約０．５秒から約２秒程度の値を取るとよい。目標加減速度Ｇｘｔは、Ｇｘｔ＞０の場合には加速度であり、Ｇｘｔ＜０の場合には減速度である。

Ｇｘｔ＝（Ｖｘｔ−Ｖｘ）／ｄｔ …（１）

演算処理３２においては、さらに、算出した目標加減速度Ｇｘｔが、所定の加減速度の範囲内に収まるように調整する。すなわち、自車の加減速度の上限値Ｇｘｕと、下限値Ｇｘｂとが設定されており、Ｇｘｔが、Ｇｘｂ≦Ｇｘｔ≦Ｇｘｕによって示される範囲内である場合には、目標加減速度Ｇｘｔを加減速度Ｇｘとして出力する。また、Ｇｘｔが、Ｇｘｔ＜Ｇｘｂである場合には、下限値Ｇｘｂを加減速度Ｇｘとして出力する。Ｇｘｔ＞Ｇｘｕである場合には、上限値Ｇｘｕを加減速度Ｇｘとして出力する。演算処理３２によって、目標加減速度Ｇｘｔが算出され、Ｇｘｂ≦Ｇｘｔ≦Ｇｘｕによって示される範囲内で、自車の走行方向の目標加減速度Ｇｘｔが出力される。

車両制御ＥＣＵ２０は、距離取得部２１と、経路幅取得部２２と、速度取得部２３と、先読み曲率半径取得部２４と、目標速度設定部２５と、目標加減速度算出部２６と、車両制御部２７とを備えている。車両制御ＥＣＵ２０が備える各部２１〜２６により、演算処理３２に示す処理を実行できる。車両制御ＥＣＵ２０は、上記の各部を備える車両制御装置として機能する。

距離取得部２１は、自車が旋回して走行する旋回走行経路について、その端部と自車との距離である経路端距離Ｄを取得する。旋回走行経路とは、自車が操舵しながら旋回して走行する経路であり、具体的には、カーブ道路や、十字路および丁字路等の交差点等の道路の形状による旋回走行経路、自車の走行方向前方に存在する駐停車両や静止障害物等を回避するための旋回走行経路を例示することができる。

また、先行車を回避するためには，駐停車両などと同じく衝突点までの距離が経路端距離Ｄとなるが、先行車が、自車と先行車との衝突時間であるＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）の間に移動することを考慮する必要がある。従って、先行車に対する経路端距離Ｄは，下記式（２）に示すように、自車と先行車とのＴＴＣと自車速度Ｖとの積によって表すことができる。なお、衝突時間ＴＴＣは、自車と先行車との相対距離：Ｄｏ、自車と先行車との相対速度から、下記式（３）により算出できる。

Ｄ＝Ｖ×ＴＴＣ …（２）
ＴＴＣ＝Ｄｏ／（−Ｖｒ） …（３）

旋回走行経路の端部は、道路形状による旋回走行経路においては、例えば、道路上の区画線や道路標識等の道路端を示す物体を検知して認識することができる。また、駐停車両等を回避するための旋回走行経路においては、例えば、回避する対象である物体等を検知して認識することができる。

経路端距離Ｄは、ナビゲーション装置１９から出力される道路地図データを構成するリンクデータ及びノードデータに基づいて取得してもよい。または、経路端距離Ｄは、レーダ１７や画像認識処理装置１６から出力される区画線、ポール、ガードレール、縁石、反射板、デリニエータ等の道路付帯物に関わる情報から推定するようにしてもよい。

距離取得部２１は、旋回走行経路の端部を複数設定して、複数の端部についてそれぞれ経路端距離Ｄを取得してもよい。例えば、道路端を示す区画線、ポールやガードレール等の道路付帯物の複数の対象物に対して、それぞれ経路端距離Ｄを取得してもよい。複数の対象物について、複数の経路端距離Ｄを取得することにより、自車４０の走行中に、１つの対象物が認識できなくなった場合に、他の対象物についての経路端距離Ｄを利用することができる。複数の経路端距離Ｄを取得する場合、そのうちの１つまたは一部を優先的に利用し、必要に応じて他の利用していない経路端距離Ｄと切り替えるようにしてもよい。具体的には、道路端を示す区画線（白線）の認識に基づいて取得した経路端距離Ｄを優先的に使用し、区画線の認識が困難となった場合に、道路付帯物の認識に基づいて取得した経路端距離Ｄの使用に切り替えるようにしてもよい。または、複数の経路端距離Ｄの一部または全部について、その代表値や平均値等を算出し、統計的に経路端距離Ｄを算出してもよい。統計的な処理を行うことにより、経路端距離Ｄの誤差を緩和できる。

経路幅取得部２２は、旋回走行経路の横幅を経路幅Ｗとして取得する。道路形状による旋回走行経路においては、例えば、車線幅を検知して、経路幅Ｗとして取得することができる。また、駐停車両等を回避するための旋回走行経路においては、例えば、回避する対象である物体等を検知して回避のための旋回走行経路を算出し、その経路幅Ｗとして取得することができる。

経路幅Ｗは、ナビゲーション装置１９から出力される道路地図データを構成するリンクデータ及びノードデータに基づいて取得してもよい。または、経路幅Ｗは、レーダ１７や画像認識処理装置１６から出力される区画線、ポール、ガードレール、縁石、反射板、デリニエータ等の道路付帯物に関わる情報から推定するようにしてもよい。走行開始時や、車線が無い場合等の車線幅の取得が困難な場合においては、一般的な車線幅（例えば、３〜４ｍ程度）を経路幅Ｗとして使用してもよい。

速度取得部２３は、自車速度Ｖを取得する。自車速度Ｖは、例えば、ＣＣＤカメラ１５、レーダ１７等の周辺監視装置、自車に搭載された車速センサ等の検知データに基づいて算出できる。

先読み曲率半径取得部２４は、自車が旋回を開始するよりも前の位置である旋回前位置から、自車が旋回を開始したものと仮定した先読み旋回走行経路について、その曲率半径Ｒを取得する。先読み曲率半径取得部２４は、旋回前位置にて距離取得部２１によって取得された経路端距離Ｄと、経路幅取得部２２によって取得された経路幅Ｗとに基づいて、先読み旋回走行経路の先読み曲率半径Ｒを取得できる。

ここで、カーブ道路の先読み曲率半径Ｒについて、図３，４を用いて説明する。なお、一般的な道路においては、直線区間→緩和曲線（クロソイド、３次放物線等）区間→円曲線区間→緩和曲線区間→直線区間のように、円曲線区間の前後に緩和曲線区間の道路が設けられるが、本実施形態では説明を簡単にするため、図４に示すように、円曲線区間のみで構成されるカーブを有する道路８０を例示して、先読み曲率半径Ｒについて説明する。

図３に示すように、自車４０の前輪軸４１と後輪軸４２との距離はＡである。また、自車４０の前端（走行方向の前方の端部）と後輪軸４２との距離はｂである。前輪軸４１と後輪軸４２とは、自車４０の横方向の中央において走行方向に延びる中心軸上の点である。

図４において、自車４０は、旋回前位置の自車を示しており、自車４０ｅは、旋回開始時点の自車４０の位置を示している。旋回前位置において、自車４０は、道路８０の直線部分を、カーブ部分に向かって走行している。自車４０の走行方向は、道路８０の直線部分に沿って直進する方向である。左区画線８４は、道路８０の車線の左端となる区画線であり、右区画線８５は、道路８０の車線の右端となる区画線である。道路端５０は、道路８０の道路端を示しており、自車４０の中心軸の延長線上に位置する点である。道路端５０としては、例えば、道路８０のような右カーブ路においては、自車４０の中心軸の延長線と、道路８０の道路端を示す左区画線８４との交点を用いることができる。

なお、旋回走行経路の端部は、道路端５０のように、自車４０が走行しようとする道路８０の端部を示す左区画線８４等と、自車４０の中心軸の延長線との交点となる位置であってもよいが、これに限定されない。旋回走行経路の端部は、自車４０の横幅方向に所定の大きさを有し自車４０の走行方向に沿って延長する帯状領域において、自車４０との距離が最短となる左区画線８４等上の位置であってもよい。

先読み曲率半径Ｒは、旋回前位置の自車４０が中心Ｏの周りに旋回を開始すると仮定した曲率半径であり、中心Ｏと後輪軸４２との長さに相当する。道路端５１は、自車４０の後輪軸４２の左側方において左区画線８４上に位置する道路端であり、後輪軸４２と道路端５１との距離はＬである。距離Ｌは、道路８０の車線幅に相当する経路幅Ｗの１／２に相当する（Ｌ＝Ｗ／２）。経路幅Ｗは左区画線８４と右区画線８５との距離、すなわち、車線幅に相当する。距離Ｌは、道路８０の中央を示す中央位置８６から、左区画線８４または右区画線８５までの距離に相当する。旋回前位置から自車４０が旋回を開始した場合の後輪軸４２の軌跡が軌跡５３であり、軌跡５３から左側に距離Ｌだけ離間した位置の軌跡が軌跡５２である。自車４０の前端から道路端５０までの距離は、経路端距離Ｄである。

後輪軸４２、道路端５０、中心Ｏは、直角三角形の頂点に位置するため、三平方の定理から、下記式（４）が成り立つ。従って、先読み曲率半径Ｒは、下記式（４）を変形した下記式（５）から算出できる。

（Ｄ＋ｂ）＾２＋Ｒ＾２=（Ｒ+Ｌ）＾２ …（４）
Ｒ=｛（Ｄ＋ｂ）＾２−Ｌ＾２｝／２×Ｌ …（５）

一方、自車４０ｅの位置は、旋回開始位置の自車位置を示している。添え字ｅは、旋回開始位置であることを示しており、後輪軸４２ｅは、自車４０ｅにおける後輪軸の位置であり、経路端距離Ｄｅは、自車４０ｅの前端から道路端５０までの距離であり、曲率半径Ｒｅは、自車４０ｅが中心Ｏｅの周りに旋回する際の曲率半径である。自車４０ｅの位置は、実際に旋回を開始する際、言い換えると、実際に自車４０が操舵を開始する位置を示している。このため、曲率半径Ｒｅは、実際に操舵する際の自車４０の曲率半径である。

後輪軸４２ｅ、道路端５０、中心Ｏｅは、直角三角形の頂点に位置するため、この場合も同様に三平方の定理が成り立つ。上記式（４）（５）において、ＤをＤｅに、ＲをＲｅに置き換えることにより、曲率半径Ｒｅを算出できる。自車４０が自車４０ｅの位置に向かって走行するに従って、ＲはＲｅに、ＤはＤｅに近づき、曲率半径Ｒは、実際に自車４０が操舵を開始する際の曲率半径Ｒｅに近づく。

図５〜図７は、経路端距離Ｄと、先読み曲率半径Ｒ（破線６０で示す）と、自車の操舵角の時間変化を同じ時間軸で図示している。図７において破線で示す時間ｔｓは、自車４０が自車４０ｅの位置（旋回開始位置）に達した時間であり、この時間から自車４０の操舵が開始されている。図５〜７に示すように、自車４０が自車４０ｅの位置に向かって走行するに従って、経路端距離Ｄは経路端距離Ｄｅに近づき、曲率半径Ｒは、実際に自車４０が操舵を開始する際の曲率半径Ｒｅに近づく。図６には、比較のため、旋回開始位置から取得を開始した自車４０の曲率半径を破線６１で併せて図示している。図６に示すように、車両制御ＥＣＵ２０によれば、旋回開始位置よりも十分に早い段階で、先読み曲率半径Ｒを取得できていることが理解できる。

目標速度設定部２５は、先読み曲率半径に基づいて、自車４０が旋回走行経路を走行する際の目標速度Ｖｘｔを設定する。例えば、目標速度設定部２５は、自車４０が旋回走行経路を走行するときに、後述する自車４０の目標加減速度の横方向成分である目標横加減速度Ｇｙｔと、先読み曲率半径Ｒから、下記式（６）に基づいて目標速度Ｖｘｔを設定することができる。車両制御ＥＣＵ２０は、自車速度Ｖｘ、横滑り摩擦係数μ、および目標横加減速度Ｇｙｔの関係をマップや数式として記憶しており、目標速度設定部２５は、記憶されたマップ等を読み出し、取得した自車速度Ｖに基づいて、目標横加減速度Ｇｙｔを設定することができる。

Ｖｘｔ=（｜Ｒ×Ｇｙｔ｜）＾１／２ …（６）

目標加減速度算出部２６は、自車速度Ｖｘと、目標速度Ｖｘｔとに基づいて、自車４０を目標速度Ｖｘｔまで減速するための目標加減速度Ｇｘｔを算出する。例えば、上記式（１）に基づいて、自車４０の目標加減速度の走行方向成分である目標加減速度Ｇｘｔを算出する。目標加減速度算出部２６は、自車速度Ｖｘと、目標速度Ｖｘｔとの差が所定値ｄＶ以上であることを条件として、目標加減速度Ｇｘｔを算出するように構成されていてもよい。

また、目標加減速度算出部２６は、速度取得部２３が取得する自車速度Ｖｘと、走行する路面の横滑り摩擦係数μとに基づいて、目標横加減速度Ｇｙｔを設定するように構成されていてもよい。横滑り摩擦係数μは、ナビゲーション装置１９から、道路情報の一部として取得してもよいし、車両制御ＥＣＵ２０に道路情報と紐付けて記憶されていてもよい。

旋回開始時に、自車速度Ｖｘが目標速度Ｖｘｔ程度に十分に減速されていない場合には、旋回時の実際の横加減速度Ｇｙが大きくなる。横加減速度Ｇｙが大き過ぎると、自車４０の旋回時に横滑りが発生する懸念がある。一方、旋回開始時の横加減速度Ｇｙが大き過ぎない場合には、自車４０が目標速度Ｖｘｔ程度まで減速されていない場合であっても、横滑りが発生する危険性は低い。この場合、自車速度Ｖが目標速度Ｖｘｔ程度まで減速されていないにも関わらず、旋回を安全に完了できる可能性が高い。

従って、所定値ｄＶを横加減速度Ｇｙに基づいて設定し、自車速度Ｖｘと目標速度Ｖｘｔとの差が所定値ｄＶ以上であることを条件として、目標加減速度Ｇｘｔを算出するように構成することにより、不要な加減速の実行を抑制しながら、横滑りを抑制した旋回走行を実現できる。

目標横加減速度Ｇｙｔは、車両制御ＥＣＵ２０が実行する自車４０の運転支援内容に応じて変更してもよい。例えば、運転者の操作を支援する程度の通常の運転支援時には、目標横加減速度Ｇｙｔの絶対値を小さく設定し、ＰＣＳ（Ｐｒｅ−Ｃｒａｓｈ Ｓａｆｅｔｙ，登録商標）制御時には、目標横加減速度Ｇｙｔの絶対値を大きく設定してもよい。

車両制御部２７は、目標加減速度Ｇｘｔに基づいて、自車４０が、自車４０ｅの旋回開始位置に到達した時点で、目標速度Ｖｘｔとなるように、加減速度制御を行う。車両制御部２７は、目標横加減速度Ｇｙｔが所定の閾値を超える場合に、自車４０の加減速制御を実行するように構成されていてもよい。

車両制御部２７は、目標横加減速度Ｇｙｔが所定の閾値Ｇｙｕを超える場合（Ｇｙｔ＞Ｇｙｕ）に、自車４０の加減速制御を実行するように構成されていてもよい。閾値Ｇｙｕは、自車４０の横滑りを抑制可能な値に設定されていることが好ましい。これにより、自車速度Ｖを比較的高速に維持しながら、横滑りを抑制した旋回走行を実現できる。さらに、車両制御部２７は、加減速制御を実行中に、目標横加減速度Ｇｙｔが所定の閾値Ｇｙｕ以下となった場合には、自車４０の加減速制御を中止してもよい。

次に、車両制御ＥＣＵ２０による車両制御処理について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。図８に示す車両制御処理は、所定の周期で繰り返し実行される。

先ず、同図に示すステップＳ１０１では、経路端距離Ｄ、経路幅Ｗ等の自車４０の周辺情報、自車速度Ｖ等の車両状態量等のデータを取得し、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１において取得した経路端距離Ｄ、経路幅Ｗ等のデータを用いて、上記式（５）に基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出する。その後、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１において取得した自車速度Ｖを用いて、車両制御ＥＣＵ２０に記憶されたマップ等に基づいて、目標横加減速度Ｇｙｔを設定した後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２において算出した先読み曲率半径Ｒと、ステップＳ１０３において設定した目標横加減速度Ｇｙｔとを用いて、上記式（６）に基づいて、目標速度Ｖｔを算出する。その後、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１において取得した自車速度Ｖの走行速度成分であるＶｘとステップＳ１０５で設定した目標速度Ｖｘｔとを比較して、自車速度Ｖｘと、目標速度Ｖｘｔとの差が所定値ｄＶ以上であるか否かを判定する。ここで、Ｖｘ−Ｖｘｔの絶対値であるＡｂｓ（Ｖｘ−Ｖｘｔ）≧ｄＶである場合にはステップＳ１０６に進む。Ａｂｓ（Ｖｘ−Ｖｘｔ）＜ｄＶである場合には処理を終了する。

ステップＳ１０６では、自車速度Ｖｘと、目標速度Ｖｘｔを用いて、上記式（１）に基づいて、目標加減速度Ｇｘｔを算出する。自車速度Ｖｘが目標速度Ｖｘｔを上回る場合には、目標速度Ｖｘｔまで自車４０を減速するための目標加減速度Ｇｘｔを算出する。また、自車速度Ｖｘが目標速度Ｖｘｔを下回る場合には、目標速度Ｖｘｔまで自車４０を加速するための目標加減速度としてＧｘｔを算出する。

ステップＳ１０７では、Ｇｘｔが、Ｇｘｂ≦Ｇｘｔ≦Ｇｘｕによって示される範囲内であるか否かを判定する。Ｇｘｂ≦Ｇｘｔ≦Ｇｘｕを満たす場合には、ステップＳ１０９に進み、ステップＳ１０６において算出した目標加減速度Ｇｘｔを加減速度Ｇｘとして出力する。Ｇｘｂ≦Ｇｘｔ≦Ｇｘｕを満たさない場合には、ステップＳ１０８に進み、Ｇｘｔを再設定する。Ｇｘｔ＜Ｇｘｂである場合には、下限値Ｇｘｂを目標加減速度Ｇｘｔとして再設定する。Ｇｘｔ＞Ｇｘｕである場合には、上限値Ｇｘｕを目標加減速度Ｇｘｔとして出力する。その後、ステップＳ１０９に進み、再設定したＧｘｔを加減速度Ｇｘとして出力する。

ステップＳ１０９の後、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、算出された加減速度Ｇｘに基づいて、車両制御が実行され、その後、処理を終了する。

上記のとおり、車両制御ＥＣＵ２０によれば、自車４０が旋回を開始するよりも前の旋回前位置において取得された経路端距離Ｄと、経路幅Ｗとに基づいて、旋回前位置から旋回走行経路が開始したと仮定した先読み旋回走行経路の曲率半径である先読み曲率半径Ｒを取得する。そして、先読み曲率半径Ｒに基づいて、自車４０が旋回走行経路を走行する際の目標速度Ｖｔが設定され、この目標速度Ｖｔ等に基づいて、自車４０の目標加減速度Ｇｘｔを算出する。このため、自車４０が旋回前位置にある段階から、目標加減速度Ｇｘｔを得ることができ、これに基づいて、自車４０の速度を早い段階から制御できる。自車４０が旋回前位置にある早い段階から自車４０の速度制御を実行できるため、自車４０がカーブ道路等の旋回走行経路を走行するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる。

（第２実施形態）
車両制御ＥＣＵ２０は、旋回走行経路が、自車４０の走行方向前方に存在する駐停車両や静止障害物等を回避するための旋回走行経路である場合においても、同様に、経路端距離Ｄ、経路幅Ｗ等のデータに基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出し、加減速度Ｇｘ等を算出して、自車４０の制御を実行できる。

図９に示すように、区画線８１によって区画された左車線８２と右車線８３とを含む道路を走行する自車４０と駐停車両４５とにおいて、自車４０が駐停車両４５を追い越す場合を例示して説明する。

駐停車両４５を回避するための旋回走行経路においては、距離取得部２１は、自車４０の横幅方向に所定の大きさを有し自車４０の走行方向に沿って延長する帯状領域において、自車４０と駐停車両４５との距離が最短となる位置を経路端７０として認定する。そして、距離取得部２１は、駐停車両４５に設定された経路端７０と、自車４０との距離を経路端距離Ｄとして取得する。経路端７０をこのように設定すると、経路端距離Ｄは、駐停車両４５と自車４０との最短距離となる。経路端距離Ｄは、自車４０と駐停車両４５との衝突点までの距離を示している。

経路幅取得部２２は、左車線８２や右車線８３の車線幅を経路幅Ｗとして取得する。経路幅取得部２２は、一般的な車線幅（例えば、３〜４ｍ程度）を経路幅Ｗとして使用してもよい。

経路幅Ｗは、予測した旋回走行経路の幅を取得してもよい。例えば、駐停車両４５を回避するための自車４０の軌跡を予測し、将来軌跡に基づいて、旋回走行経路を設定してもよい。図９に予測した軌跡の一例として、軌跡７１〜７３を図示する。軌跡７１は、自車４０の中心軸の軌跡であり、軌跡７２は、自車４０の左端の軌跡であり、軌跡７３は、自車４０の右端の軌跡である。経路幅取得部２２は、自車４０の幅となる軌跡７１と軌跡７３との横方向の距離よりも、横方向に広い領域に亘る経路を旋回走行経路として予測し、その旋回走行経路の横方向の幅を経路幅Ｗとして取得してもよい。

図４の場合と同様に、図９における後輪軸４２、中心Ｏ、経路端７０は、直角三角形の頂点に位置するため、上記式（４）および（５）に基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出できる。なお、距離Ｌは、取得した経路幅Ｗの１／２の値である。自車４０が駐停車両４５に近づくに従って、曲率半径Ｒは、実際に自車４０が操舵を開始する際の曲率半径に近づく。

上記のとおり、車両制御ＥＣＵ２０は、自車４０が回避対象である駐停車両４５等との衝突を回避する場合や、追い抜く場合に、自車４０が旋回走行を実行する旋回走行経路について、経路端距離Ｄと経路幅Ｗとを取得する。経路端距離Ｄは、駐停車両４５との衝突点までの距離として設定される。そして、自車４０が、回避対象を回避するために操舵し、旋回を開始するよりも前である、旋回前位置において取得した経路端距離Ｄと経路幅Ｗとに基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出する。その結果、カーブ道路等を旋回する場合と同様に、自車４０が駐停車両４５等を回避するために操舵を開始し、旋回走行経路の走行を開始するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる。

（第３実施形態）
車両制御ＥＣＵ２０は、旋回走行経路が、自車４０の走行方向前方を走行する先行車を回避するための旋回走行経路である場合においても、自車４０と先行車４６との衝突点までの距離として設定した経路端距離Ｄと、経路幅Ｗ等のデータに基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出し、加減速度Ｇｘ等を算出して、自車４０の制御を実行できる。

図１０に示すように、自車４０が先行車４６を追い越す場合を例示して説明する。自車４０と先行車４６との相対距離はＤｏであり、先行車４６の速度はＶｐである。その他の事項については、図９と同様であるため、説明を省略する。

先行車４６が、自車４０と先行車４６との衝突時間であるＴＴＣの間に移動することを考慮すると、衝突点までの経路端距離Ｄは、先行車自車と先行車との相対距離：Ｄｏ、自車速度：Ｖ、先行車の速度：Ｖｐ、自車と先行車との相対速度：Ｖｒ、および、衝突時間：ＴＴＣを用いて、下記式（７）によって表すことができる。

Ｄ＝Ｄｏ＋Ｖｐ×ＴＴＣ …（７）

上記式（３）から、相対距離Ｄｏは、衝突時間ＴＴＣと、相対速度Ｖｒから、Ｄｏ＝（−Ｖｒ）×ＴＴＣにより表すことができる。これを上記式（７）に用いることにより、下記式（８）を得ることができる。

Ｄ＝（−Ｖｒ）×ＴＴＣ＋Ｖｐ×ＴＴＣ
＝（Ｖｐ−Ｖｒ）×ＴＴＣ
＝Ｖ×ＴＴＣ …（８）

上記式（８）により算出した経路端距離Ｄを用いて、上記式（４）および（５）に基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出できる。なお、距離Ｌは、第２実施形態と同様に、取得した経路幅Ｗの１／２の値である。自車４０が先行車４６に近づくに従って、曲率半径Ｒは、実際に自車４０が操舵を開始する際の曲率半径に近づく。

上記のとおり、車両制御ＥＣＵ２０は、自車４０が回避対象である先行車４６等との衝突を回避する場合や、追い抜く場合に、自車４０が旋回走行を実行する旋回走行経路について、経路端距離Ｄと経路幅Ｗとを取得する。経路端距離Ｄは、先行車４６が、自車４０と先行車４６との衝突時間であるＴＴＣの間に移動することを考慮して算出した衝突点までの距離として設定される。先行車そして、自車４０が、回避対象を回避するために操舵し、旋回を開始するよりも前である、旋回前位置において取得した経路端距離Ｄと経路幅Ｗとに基づいて、先読み曲率半径Ｒを算出する。その結果、カーブ道路等を旋回する場合と同様に、自車４０が先行車４６を回避するために操舵を開始し、旋回走行経路の走行を開始するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる。

上記の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

車両制御ＥＣＵ２０は、距離取得部２１と、経路幅取得部２２と、速度取得部２３と、先読み曲率半径取得部２４と、目標速度設定部２５と、目標加減速度算出部２６と、車両制御部２７とを備えている。距離取得部２１は、自車４０の走行方向に位置する、自車４０が旋回して走行する旋回走行経路の端部である道路端５０，経路端７０と、自車４０との距離である経路端距離Ｄを取得する。経路幅取得部２２は、旋回走行経路の経路幅Ｗを取得する。速度取得部２３は、自車速度Ｖを取得する。先読み曲率半径取得部２４は、自車４０が旋回を開始するよりも前の旋回前位置にて取得された経路端距離Ｄと、経路幅Ｗとに基づいて、旋回前位置から旋回走行経路が開始したと仮定した先読み旋回走行経路の曲率半径Ｒを取得する。目標速度設定部２５は、先読み曲率半径Ｒに基づいて、自車４０が旋回走行経路を走行する際の目標速度Ｖｘｔを設定する。目標加減速度算出部２６は、自車速度Ｖｘと、目標速度Ｖｘｔとに基づいて、自車４０を目標速度Ｖｘｔまで加減速するための目標加減速度Ｇｘｔを算出する。このように、自車４０が旋回前位置に存在する段階で取得した先読み曲率半径Ｒに基づいて、目標速度Ｖｘｔおよび目標加減速度Ｇｘｔを算出できる。このため、車両制御部２７は、自車４０が旋回前位置である段階から、自車４０が旋回開始時には目標速度Ｖｘｔとなるように、自車４０の加減速制御を実行することができる。その結果、自車４０がカーブ道路等の走行や駐停車両４５または先行車４６の回避等のために操舵を開始し、旋回走行経路の走行を開始するまでに、より適切に加減速を行うことが可能となる。

なお、上記の車両制御ＥＣＵ２０において、旋回走行経路の端部は、自車４０が走行しようとする道路８０等の道路端５０であってもよいし、自車４０が回避しようとする駐停車両４５または先行車４６等の物体の端部である経路端７０であってもよい。また、旋回走行経路の端部は、道路端５０のように、自車４０の走行方向に沿って自車４０の横幅方向（図３に示すｙ方向）の中心軸の延長線上に位置するものであってもよい。中心軸付近に、レーダ１７やＣＣＤカメラ１５等の周辺監視装置が設置されており、これら周辺監視装置の検知データから経路端距離Ｄを取得する場合には、中心軸の延長上の点を経路端として認識することにより、経路端距離Ｄを精度よく取得することができる。また、旋回走行経路の端部は、経路端７０のように、自車４０の横幅方向に所定の大きさを有し自車４０の走行方向に沿って延長する帯状領域において、自車４０との距離が最短となる位置であってもよい。

また、距離取得部２１は、旋回走行経路の端部を複数設定して、複数の端部についてそれぞれ経路端距離Ｄを取得してもよい。複数の経路端距離Ｄを取得する場合には、先読み曲率半径取得部２４は、複数の端部の経路端距離Ｄに基づいて、それぞれ先読み曲率半径Ｒを算出してもよく、目標速度設定部２５は、複数の先読み曲率半径Ｒに基づいて目標速度Ｖｘｔを設定してもよい。車両制御ＥＣＵ２０が実行する自車４０の制御における冗長性が向上する効果や、経路端距離Ｄ、先読み曲率半径Ｒ、目標速度Ｖｘｔにおける誤差を緩和する効果を得ることができる。

また、目標加減速度算出部２６は、自車速度Ｖｘに基づいて、自車４０の走行方向に直交する目標加減速度の横方向成分Ｇｙｔを設定してもよい。また、車両制御部２７は、目標加減速度の横方向成分Ｇｙｔが所定の閾値Ｇｙｕを超える場合に、自車４０の加減速制御を実行してもよい。不要な加減速の実行を抑制しながら、横滑りを抑制した旋回走行を実現できる。

２０…車両制御装置、２１…距離取得部、２２…経路幅取得部、２３…速度取得部、２４…先読み曲率半径取得部、２５…目標速度設定部、２６…目標加減速度算出部、２７…車両制御部

Claims (7)

1. 自車（４０）の走行方向に位置する、前記自車が旋回して走行する旋回走行経路の端部と、前記自車との距離である経路端距離を取得する距離取得部（２１）と、
   前記旋回走行経路の経路幅を取得する経路幅取得部（２２）と、
   前記自車の速度を取得する速度取得部（２３）と、
   前記自車が旋回を開始するよりも前の旋回前位置にて取得された前記経路端距離と、前記経路幅とに基づいて、前記旋回前位置から前記旋回走行経路が開始したと仮定した先読み旋回走行経路の曲率半径を取得する先読み曲率半径取得部（２４）と、
   前記先読み曲率半径に基づいて、前記自車が前記旋回走行経路を走行する際の目標速度を設定する目標速度設定部（２５）と、
   前記自車の速度と、前記目標速度とに基づいて、前記自車を前記目標速度まで加減速するための目標加減速度を算出する目標加減速度算出部（２６）と、
   前記目標加減速度に基づいて、前記自車の加減速制御を実行する車両制御部（２７）と、を備える車両制御装置（２０）。
2. 前記旋回走行経路の端部は、自車が走行しようとする道路の端部、もしくは、自車が回避しようとする物体の端部である請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記旋回走行経路の端部は、自車の走行方向に沿って自車の横幅方向の中心軸の延長線上に位置する請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記旋回走行経路の端部は、自車の横幅方向に所定の大きさを有し自車の走行方向に沿って延長する帯状領域において、自車との距離が最短となる位置である請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記距離取得部は、前記旋回走行経路の端部を複数設定して、複数の前記端部についてそれぞれ前記経路端距離を取得する請求項１に記載の車両制御装置。
6. 前記目標加減速度算出部は、前記自車の速度に基づいて、前記自車の走行方向に直交する目標加減速度の横方向成分を設定する請求項１〜５のいずれかに記載の車両制御装置。
7. 前記車両制御部は、前記目標加減速度の横方向成分が所定の閾値を超える場合に、前記自車の加減速制御を実行する請求項１〜６のいずれかに記載の車両制御装置。

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