JP2022175566A - 車両運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曲線路を走行する際の車速を従来装置より適切に制御できる車両運転支援装置を提供する。【解決手段】車両運転支援装置は、自車両の周囲の状況を表す情報を出力する車載センサと、前記車載センサから取得した情報に基づいて自車両の速度及び舵角の目標値をそれぞれ設定し、自車両の実車速及び実舵角が前記目標値に一致するように、駆動装置、制動装置及び操舵装置を制御する制御装置とを備える。前記車載センサは、自車両が走行している車線の曲率を検出する車線センサと、車線の横断方向における自車両の位置を検出する位置センサと、車線の横断勾配を検出する横断勾配センサとを含む。前記制御装置は、自車両が曲線路を走行する際、前記位置センサ及び前記横断勾配センサによって検出された前記曲線路の横断方向における自車両の位置、及び前記曲線路の横断勾配に応じて、自車両の速度の目標値を決定する。【選択図】図５

Description

本発明は、車両に搭載され、前記車両の速度を制御する車両運転支援装置に関する。

従来、車両に搭載され、前記車両（自車両）の速度を制御する車両運転支援装置（以下、「従来装置」と称呼する。）が知られている（例えば、下記特許文献１を参照。）。従来装置は、自車両が定速で走行又は先行車に追従して走行するように、自車両の駆動装置及び制動装置を制御する（クルーズ制御（ＡＣＣ））。

さらに、従来装置は、自車両が車線に沿って走行するように、自車両の操舵装置を制御する（車線維持制御（ＬＴＡ））。すなわち、従来措置は、車載センサから取得した情報に基づいて、舵角を制御する（車線維持制御（ＬＴＡ））。

加えて、従来装置は、クルーズ制御を実行中に、車両が曲線路に進入する際、車両がその曲線路を安定して走行可能なように車速を制御する（スピードマネジメント制御（ＳＰＭ））。具体的には、従来装置は、クルーズ制御を実行していて、且つ車線維持制御を実行していない状況（第１状況）では、車載センサから取得した情報、予め規定された第１のルックアップテーブルを参照して決定した情報などに基づいて、自車両の目標速度を第１速度に設定し、実速度が前記第１速度に一致するように、エンジン、ブレーキなどを制御する。一方、従来装置は、クルーズ制御及び車線維持制御の両制御を実行している状況（第２状況）では、車載センサから取得した情報、予め規定された第２のルックアップテーブルを参照して決定した情報などに基づいて、自車両の目標速度を第１速度よりも低速である第２速度に設定し、実速度が前記第２速度に一致するように、エンジン、ブレーキなどを制御する。

特開２０２０－９０２５１号公報

上記のように、第２状況において、第１状況よりも緩やかに（比較的大きく減速されて）車両が曲線路を進行するように制御される。ここで、例えば、車両が曲線路の内周側に位置している状態で車両が比較的大きく減速されると、乗員が、「車両が、曲線路の内周縁部に接近し過ぎるのではないか」との不安を感じる可能性がある。加えて、例えば、曲線路の外周側が内周側より低い場合に車両が比較的大きく減速されると、乗員が、「車両が、曲線路の外周縁部に接近し過ぎるのではないか」との不安を感じる可能性がある。

本発明の目的の一つは、曲線路を走行する際の車速を従来装置より適切に制御できる車両運転支援装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の車両運転支援装置（１）は、
自車両の周囲の状況を表す情報を出力する車載センサと、
前記車載センサから取得した情報に基づいて、自車両の速度及び舵角の目標値をそれぞれ設定し、自車両の実車速及び実舵角が前記目標値に一致するように、自車両の駆動装置、制動装置及び操舵装置を制御する制御装置（１０、２０、３０、４０）と、
を備える。
前記車載センサは、
自車両が走行している車線の曲率（Ｃ）を検出する車線センサと、
自車両が走行している車線の横断方向における自車両の位置（ＶＰ）を検出する位置センサと、
自車両が走行している車線の横断勾配（ＣＳＬ）を検出する横断勾配センサと、
を含む。
前記制御装置は、自車両が曲線路を走行する際、前記位置センサ及び前記横断勾配センサによって検出された前記曲線路の横断方向における自車両の位置、及び前記曲線路の横断勾配に応じて、自車両の速度の目標値（Ｖｓｔｇｔ）を決定する、
ように構成される。

上記のように、本発明によれば、曲線路における車両の位置（曲線路の半径方向の位置）及び横断勾配に応じて、自車両の速度の目標値が決定される。そして、実車速が目標速度に一致するように、駆動装置及び制動装置が制御される。これにより、車両が目標の走行ライン（例えば、曲線路の中央部）に沿って走行し易くなる。このように、本発明によれば、曲線路を走行する際の車速を従来装置より適切に制御できる。その結果、車両の乗員が上述したような不安を感じることを低減できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両運転支援装置のブロック図である。 図２は、曲線路において実行されるスピードマネジメント制御の概略を示す図である。 図３は、「車両位置」と「目標速度の修正値」との関係を示す図であって、車両を上方から見た図である。 図４は、「横断勾配」と「目標速度の修正値」との関係を示す図であって、車両を後方から見た図である。 図５は、スピードマネジメントプログラムのフローチャートである。

（構成の概略）
図１に示したように、本発明の一実施形態に係る車両運転支援装置１は、車両Ｖに搭載される。車両運転支援装置１は、詳しくは後述するように、車載センサから取得した情報に基づいて、車両Ｖが定速で走行又は先行車両に追従して走行するように、車両Ｖの車速の目標値を設定する。そして、車両Ｖ（自車両）の車速Ｖｓ（実車速）が前記目標値に一致するように、車両Ｖのエンジン及びブレーキを制御する。以下、この制御を「クルーズ制御」と称呼する。さらに、車両運転支援装置１は、車載センサから取得した情報に基づいて、車両Ｖが車線に沿って走行するように、車両Ｖの舵角の目標値を設定する。そして、車両運転支援装置１は、車両Ｖの実舵角が前記目標値に一致するように、車両Ｖの操舵装置を制御する。以下、この制御を「車線維持制御」と称呼する。

（具体的構成）
車両運転支援装置１は、運転支援ＥＣＵ（以下、「ＤＳＥＣＵ」と称呼する。）１０、エンジンＥＣＵ２０、ブレーキＥＣＵ３０及びステアリングＥＣＵ４０を備える。これらのＥＣＵは、図示しないＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介してデータ交換可能（通信可能）に互いに接続されている。

ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。複数種類のＥＣＵの機能が、一つのＥＣＵによって実現されてもよい。

更に、車両運転支援装置１は、複数の車輪速センサ１１、カメラ装置１２、ミリ波レーダー装置１３、クルーズ制御操作スイッチ１４、車線維持制御操作スイッチ１５、ヨーレートセンサ１６及び加速度センサ１７を備える。これらの装置は、ＤＳＥＣＵ１０に接続されている。

車輪速センサ１１は車両Ｖの車輪毎に設けられる。各車輪速センサ１１は、対応する車輪が所定角度回転する毎に一つのパルス信号（車輪パルス信号）を発生させる。ＤＳＥＣＵ１０は、各車輪速センサ１１から送信されてくる車輪パルス信号の単位時間におけるパルス数を計測し、その計測したパルス数に基づいて各車輪の回転速度（車輪速度）を計算する。ＤＳＥＣＵ１０は、各車輪の車輪速度に基づいて車両Ｖの速度を示す車速Ｖｓを計算する。一例として、ＤＳＥＣＵ１０は、四つの車輪の車輪速度の平均値を車速Ｖｓとして取得する。

カメラ装置１２は、フロントウインドシールドガラスの上部に配設されている。カメラ装置１２は、車両Ｖの前方領域の画像（カメラ画像）の画像データを取得し、その画像から物体情報（物体までの距離及び物体の方位等）及び「車両が走行している車線を区画する白線（区画線）に関する情報」等を取得する。

ミリ波レーダー装置１３は、何れも図示しない「ミリ波送受信部及び処理部」を備えている。ミリ波レーダー装置１３は、車両Ｖの前端部且つ車幅方向の中央部に配設されている。ミリ波送受信部は、「車両Ｖの直進前方向に延びる中心軸」から左方向及び右方向にそれぞれ所定の角度の広がりをもって伝播するミリ波を発信する。そのミリ波は、物体（例えば、他の車両、歩行者、二輪車など）により反射される。ミリ波送受信部はこの反射波を受信する。

ミリ波レーダー装置１３の処理部は、受信した反射波に基づいて、物体までの距離（物体が他車両であれば車間距離Ｄｆｘ（ｎ））、物体の車両Ｖに対する相対速度ｖｆｘ（ｎ）、及び物体の車両Ｖに対する方位などの物体情報を取得する。より詳細には、この処理部は、ミリ波を送信してからそのミリ波に対応する反射波を受信するまでの時間、反射波の減衰レベル、及び、送信したミリ波と受信した反射波との位相差などに基づいて、物体情報を取得する。なお、車両Ｖに対する物体の方位は、物体が存在する位置とミリ波レーダー装置１３の送受信部の位置とを通る直線と、前述した中心軸との間の角度である。

なお、ＤＳＥＣＵ１０は、ミリ波レーダー装置１３が取得する物体情報をカメラ装置１２が取得する物体情報に基づいて修正することにより、後述するクルーズ制御に用いる最終的な物体情報を取得する。

クルーズ制御操作スイッチ１４は、運転者がクルーズ制御の開始及び終了を要求する場合に操作する操作子（例えば、押しボタン式スイッチ操作子）である。クルーズ制御が実施されていない期間に運転者がクルーズ制御操作スイッチ１４を操作した場合（ボタンを押した場合）、クルーズ制御操作スイッチ１４は「運転者がクルーズ制御の開始を要求していること（クルーズ制御の開始要求）」を表すクルーズ制御開始信号をＤＳＥＣＵ１０に送信する。ＤＳＥＣＵ１０は、クルーズ制御開始信号を受信すると、クルーズ制御フラグＸｃｒｓを「１」に設定する。更に、クルーズ制御が実行されている期間に運転者がクルーズ制御操作スイッチ１４を操作した場合、クルーズ制御操作スイッチ１４は「運転者がクルーズ制御の終了を要求していること（クルーズ制御の終了要求）」を表すクルーズ制御終了信号をＤＳＥＣＵ１０に送信する。ＤＳＥＣＵ１０は、クルーズ制御終了信号を受信すると、クルーズ制御フラグＸｃｒｓを「０」に設定する。

加えて、クルーズ制御操作スイッチ１４の付近には図示しない設定スイッチが設けられる。この設定スイッチは、後述する追従車間距離制御（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＣＣ）にて用いられる目標車間時間Ｔｔｇｔ、及び定速走行用の目標速度を変更・設定するために操作される。

車線維持制御操作スイッチ１５は、運転者が車線維持制御（以下、「ＬＴＡ：Ｌａｎｅ Ｔｒａｃｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ」と称呼する場合もある。）の開始及び終了を要求する場合に操作する操作子（例えば、押しボタン式スイッチ操作子）である。車線維持制御が実施されていない期間に運転者が車線維持制御操作スイッチ１５を操作した場合（ボタンを押した場合）、車線維持制御操作スイッチ１５は「運転者が車線維持制御の開始を要求していること（車線維持制御の開始要求）」を表す車線維持制御開始信号をＤＳＥＣＵ１０に送信する。ＤＳＥＣＵ１０は、車線維持制御開始信号を受信すると、車線維持制御フラグＸｌｔａを「１」に設定する。車線維持制御が実施されている期間に運転者が車線維持制御操作スイッチ１５を操作した場合、車線維持制御操作スイッチ１５は「運転者が車線維持制御の終了を要求していること（車線維持制御の終了要求）」を表す車線維持制御終了信号をＤＳＥＣＵ１０に送信する。ＤＳＥＣＵ１０は、車線維持制御終了信号を受信すると、車線維持制御フラグＸｌｔａを「０」に設定する。

ヨーレートセンサ１６は、ヨーレートＹｒを検出し、検出したヨーレートＹｒを表す信号を出力する。

加速度センサ１７は、車両Ｖに作用する加速度Ｇａ（例えば、曲線路Ｃｖを走行している際に車両Ｖの車幅方向に作用する加速度（横Ｇ））を検出し、検出した加速度Ｇａを表す信号を出力する。

エンジンＥＣＵ２０は、アクセルペダル操作量センサ２２及びエンジンセンサ２４と接続され、これらのセンサの検出信号を受け取る。

アクセルペダル操作量センサ２２は、車両Ｖのアクセルペダル（不図示）の操作量（即ち、アクセルペダル操作量ＡＰ）を検出する。運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない場合のアクセルペダル操作量ＡＰは「０」である。アクセルペダルの踏み込み量が増大するに従って、アクセルペダル操作量ＡＰが増大する。

エンジンセンサ２４は、図示しない「車両Ｖの駆動源であるガソリン燃料噴射式・火花点火・内燃機関」の運転状態量を検出するセンサである。エンジンセンサ２４は、スロットル弁開度センサ、機関回転速度センサ及び吸入空気量センサ等である。

更に、エンジンＥＣＵ２０は、「スロットル弁アクチュエータ及び燃料噴射弁」等のエンジンアクチュエータ２６と接続されている。エンジンＥＣＵ２０は、エンジンアクチュエータ２６を駆動することによって内燃機関が発生するトルクを変更し、以て、車両Ｖの駆動力を調整する。

エンジンＥＣＵ２０は、アクセルペダル操作量ＡＰが大きくなるほど目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔが大きくなるように目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを決定する。エンジンＥＣＵ２０は、スロットル弁の開度が目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔ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。

ブレーキＥＣＵ３０は、車輪速センサ１１及びブレーキペダル操作量センサ３２と接続され、これらのセンサの検出信号を受け取る。

ブレーキペダル操作量センサ３２は、車両Ｖのブレーキペダル（不図示）の操作量（即ち、ブレーキペダル操作量ＢＰ）を検出する。ブレーキペダルが操作されていない場合のブレーキペダル操作量ＢＰは「０」である。ブレーキペダルの踏み込み量が増大するに従って、ブレーキペダル操作量ＢＰが増大する。

ブレーキＥＣＵ３０は、ＤＳＥＣＵ１０と同様に、車輪速センサ１１から車輪パルス信号を取得し、当該車輪パルス信号に基づいて、各車輪の回転速度及び車速Ｖｓを計算する。なお、ブレーキＥＣＵ３０は、各車輪の回転速度及び車速Ｖｓを、ＤＳＥＣＵ１０から取得してもよい。

更に、ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキアクチュエータ３４と接続されている。ブレーキアクチュエータ３４は油圧制御アクチュエータである。ブレーキアクチュエータ３４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と、各車輪に設けられる周知のホイールシリンダを含む摩擦ブレーキ装置と、の間の油圧回路（何れも、図示略）に配設される。ブレーキアクチュエータ３４はホイールシリンダに供給する油圧を調整し、車両Ｖの制動力を調整する。

ブレーキＥＣＵ３０は、ブレーキペダル操作量ＢＰに基づいて「負の値を有する目標加速度ＧａＢＰｔｇｔ（即ち、正の値を有する目標減速度）」を決定する。ブレーキＥＣＵ３０は、車両Ｖの実際の加速度が目標加速度に一致するようにブレーキアクチュエータ３４を駆動する。

ステアリングＥＣＵ４０は、周知の電動パワーステアリングシステムの制御装置であって、操舵角センサ４１、操舵トルクセンサ４２及び操舵用モータ４３に接続されている。操舵用モータ４３は、車両Ｖの「図示しないステアリングホイール、ステアリングホイールに連結された図示しないステアリングシャフト及び操舵用ギア機構等を含む図示しないステアリング機構」に組み込まれている。

操舵角センサ４１は、車両Ｖの操舵角（舵角又は転舵角とも称呼される）θを検出する。操舵トルクセンサ４２は、ステアリングシャフトに付与される操舵トルクＴＲを検出する。

操舵用モータ４３は、ステアリングＥＣＵ４０によって制御される電力に応じてトルクを発生し、このトルクによって操舵アシストトルクを加えたり、左右の操舵輪を操舵したりする。即ち、操舵用モータ４３は、車両Ｖの操舵角を変更することができる。なお、上記電力は車両Ｖに搭載された図示しないバッテリから供給される。

（作動）
ＤＳＥＣＵ１０は、以下に述べるクルーズ制御、車線維持制御及びスピードマネジメント制御を実行可能である。

１：クルーズ制御
ＤＳＥＣＵ１０は、クルーズ制御開始信号を受信すると、従来装置と同様に、クルーズ制御（ＡＣＣ）を実行する。すなわち、ＤＳＥＣＵ１０は、車載センサから取得した情報に基づいて、追従すべき先行車両が存在するか否かを判定する。追従すべき先行車両が存在すると判定した場合には、ＤＳＥＣＵ１０は、ミリ波レーダー装置１３から取得した情報に基づいて、その先行車両と車両Ｖ（自車両）との車間距離を検知する。つぎに、ＤＳＥＣＵ１０は、当該検知した車間距離に基づいて、車両Ｖの目標加速度を決定する。一方、追従すべき先行車両が存在しないと判定した場合には、ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖの車速Ｖｓを「定速走行用の目標速度」に一致させるための目標加速度を決定する。なお、定速走行用の目標速度は、例えば、クルーズ制御操作スイッチ１４の操作によって設定されている。そして、ＤＳＥＣＵ１０は、上記のようにして決定した目標加速度を表す信号をエンジンＥＣＵ及びブレーキＥＣＵに送信する。エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０は、車両Ｖの実際の加速度が目標加速度に一致するように、エンジンアクチュエータ２６及びブレーキアクチュエータ３４をそれぞれ駆動する。

２：車線維持制御
ＤＳＥＣＵ１０は、上記のクルーズ制御を実行している状態において車線維持制御開始信号を受信すると、従来装置と同様に、車線維持制御（ＬＴＡ）を実行する。すなわち、ＤＳＥＣＵ１０は、カメラ装置１２から取得した画像データに基づいて目標走行ラインＬｄ（車両Ｖが走行している車線の右側の白線ＲＬと左側の白線ＬＬの中央位置）を決定する（図２を参照。）。つぎに、ＤＳＥＣＵ１０は、前端中央位置ＣＬを目標走行ラインＬｄ上に位置させるための目標操舵角を決定する。つぎに、ＤＳＥＣＵ１０は、当該目標操舵角を表す信号（操舵指令）をステアリングＥＣＵ４０に送信する。ステアリングＥＣＵ４０は、車両Ｖの実際の操舵角が目標操舵角に一致するように操舵用モータ４３を駆動する。

３：スピードマネジメント制御
（スピードマネジメント制御の概略）
ＤＳＥＣＵ１０は、上記のクルーズ制御を実行している状態において車両Ｖが曲線路（カーブ）Ｃｖ（図２を参照。）を走行する場合、車両Ｖが曲線路Ｃｖを安定して走行することができるように車両Ｖの加速度を調整することにより車速Ｖｓを制御する。この制御を、「スピードマネジメント制御」と称呼する。即ち、ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖが曲線路Ｃｖを走行する際の車速Ｖｓが後述する目標速度度Ｖｓｔｇｔに一致するようにエンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御する。

具体ｔ系には、ＤＳＥＣＵ１０は、目標走行ラインＬｄを決定する。そして、ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖの前端中央位置ＣＬが目標走行ラインＬｄ上に位置している場合、目標走行ラインＬｄの曲率Ｃを現在曲率ＣＣとして算出する。更に、ＤＳＥＣＵ１０は、この目標走行ラインＬｄ上において前端中央位置ＣＬから車両Ｖの進行方向に所定距離Ｄだけ離れた将来位置ＦＬ（図２を参照。）における目標走行ラインＬｄの曲率Ｃを将来曲率ＦＣとして算出する。

前端中央位置ＣＬが目標走行ラインＬｄ上に位置していない場合、ＤＳＥＣＵ１０は、目標走行ラインＬｄを車両Ｖの前端中央位置ＣＬに平行移動させた仮想目標走行ラインを算出する。そして、ＤＳＥＣＵ１０は、仮想目標走行ライン上において車両Ｖの前端中央位置ＣＬから車両Ｖの進行方向に所定距離Ｄだけ離れた将来位置ＦＬにおける仮想目標走行ラインの曲率Ｃを将来曲率ＦＣとして算出する。

ＤＳＥＣＵ１０は、現在曲率ＣＣ及び将来曲率ＦＣに基づいて、車両Ｖが曲線路Ｃｖに進入しつつあるか否かを判定する。車両Ｖが曲線路Ｃｖに進入しつつあるとき、ＤＳＥＣＵ１０は、後述するように、「車両Ｖが曲線路Ｃｖを走行する際の目標速度Ｖｓｔｇｔ」を算出する。そして、ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖの速度Ｖｓ（実速度）と目標速度Ｖｓｔｇｔとに基いて目標加速度ＡＣｔｇｔを算出する。ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖの実加速度ｄｇが目標加速度ＡＣｔｇｔに近づくようにエンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御する。

（スピードマネジメント制御の具体例）
スピードマネジメント制御は、以下の第１状況及び第２状況のいずれかの状況下で実行される。
・第１状況：クルーズ制御が実行され且つ車線維持制御が実行されていない状況
・第２状況：クルーズ制御が実行され且つ車線維持制御が実行されている状況

ＤＳＥＣＵ１０は、将来曲率ＦＣ及び現在曲率ＣＣが、「将来位置ＦＬが曲線路Ｃｖの開始地点と認められる位置（図２に示した曲線路入口ＣｖＥｎを参照。）に到達したときに成立する曲率開始条件」を満たしたか否かを判定する。将来曲率ＦＣ及び現在曲率ＣＣが曲率開始条件を満たした場合、ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖが曲線路Ｃｖに進入しつつあると判定し、スピードマネジメント制御を実行する。

前述したように、将来位置ＦＬと前端中央位置ＣＬとの間の距離は所定距離Ｄである。よって、図２に示した例において、車両Ｖの前端中央位置ＣＬが曲線路入口ＣｖＥｎから所定距離Ｄだけ手前の位置に到達した時点ｔ１にて、将来曲率ＦＣ及び現在曲率ＣＣが曲率開始条件を満たす。従って、ＤＳＥＣＵ１０は時点ｔ１にてスピードマネジメント制御を開始する。

（第１状況における作動）
第１状況では、ＤＳＥＣＵ１０は、従来装置と同様に、車両Ｖに作用している車幅方向の加速度（曲線路Ｃｖの半径方向の加速度）が、所定のルックアップテーブル（後述する第１マップＭ１）に基づいて決定される上限値を超えないように、車両Ｖの目標速度Ｖｓｔｇｔを決定する。

第１マップＭ１は、予めＲＯＭに記憶されている。第１マップＭ１は、スピードマネジメント制御における「曲線路Ｃｖの曲率半径Ｒ（＝１／曲率Ｃ）に対する横Ｇの上限値（上限横Ｇ）」を規定したルックアップテーブルである。横Ｇは、車両Ｖの車幅方向に作用する加速度の大きさである。

図２に示したように、第１マップＭ１は、曲線路Ｃｖの曲率半径Ｒが大きいほど（即ち、曲線路Ｃｖが緩やかなほど）上限横Ｇが小さくなるように上限横Ｇを規定する。

ＤＳＥＣＵ１０は、第１マップＭ１を参照して、時点ｔ１にて、将来曲率ＦＣに基いて取得される将来曲率半径ＦＲに対応する上限横Ｇを取得する。そして、ＤＳＥＣＵ１０は、車両Ｖに実際に作用する横Ｇ（以下、「実横Ｇ」と称呼する。）が上限横Ｇを超えないように車速Ｖｓを制御する。

なお、横Ｇは、曲線路Ｃｖの曲率半径Ｒ及び車速Ｖｓをパラメータとした以下の（１）式に基づいて算出される。

横Ｇ＝Ｖｓ^２／Ｒ …（１）

ＤＳＥＣＵ１０は、上限横Ｇ及び将来曲率半径ＦＲを上記（１）に代入することによって、目標速度Ｖｓｔｇｔを決定する。この目標速度Ｖｓｔｇｔは、第１状況において、車両Ｖ（前端中央位置ＣＬ）が所定距離Ｄだけ進んだ場合における車速の目標値である。車両運転支援装置１は、スピードマネジメント制御において、車両Ｖの前端中央位置ＣＬが所定距離Ｄだけ進んだ際の車速が目標速度Ｖｓｔｇｔと一致するように車速Ｖｓを制御する。

（第２状況における作動）
上記の第１状況では、車線維持制御が実行されていないため、「車両Ｖが自車線に沿って走行するような操舵」を運転者が行う必要がある。これに対して、第２状況では、車線維持制御が実行されているため、上記操舵を運転者が行う必要がない。この第２状況において、ＤＳＥＣＵ１０は、「車両Ｖの乗員が、上述したような不安を感じること」を低減するために、下記のように車速Ｖｓを制御する。

ＤＳＥＣＵ１０は、第２状況において、まず、第１状況と同様に目標速度Ｖｓｔｇｔを決定する。つぎに、前端中央位置ＣＬと目標走行ラインＬｄとの車線の横断方向のずれを、車両位置ＶＰとして算出する。ここで、車両Ｖの前端中央位置ＣＬが目標走行ラインＬｄ上に位置するとき、車両位置ＶＰは、「０」である。車両Ｖの前端中央位置ＣＬが目標走行ラインＬｄに対して曲線路Ｃｖの内周側に位置するとき、車両位置ＶＰは、正の値である（図３（Ａ）を参照。）。前端中央位置ＣＬが曲線路Ｃｖの内周縁部に近いほど、車両位置ＶＰが大きい。一方、車両Ｖの前端中央位置ＣＬが目標走行ラインＬｄに対して曲線路Ｃｖの外周側に位置するとき、車両位置ＶＰは、負の値である（図３（Ｂ）を参照。）。前端中央位置ＣＬが曲線路Ｃｖの外周縁部に近いほど、車両位置ＶＰが小さい。

加えて、ＤＳＥＣＵ１０は、カメラ装置１２から取得した画像データ（及び／又は加速度センサ１７から取得した加速度Ｇａ）に基づいて、車線の横断勾配ＣＳＬを算出する。ここで、曲線路Ｃｖが水平であるとき、横断勾配ＣＳＬは「０」である。曲線路Ｃｖの内周側が外周側よりも低いとき、横断勾配ＣＳＬは、正の値である（図４（Ａ）を参照。）。そして、内周縁部と外周縁部との高度差が大きいほど、横断勾配ＣＳＬが大きい。一方、曲線路Ｃｖの内周側が外周側よりも高いとき、横断勾配ＣＳＬは、負の値である（図４（Ｂ）を参照。）。そして、内周縁部と外周縁部との高度差が大きいほど、横断勾配ＣＳＬが小さい。

ここで、図２に示した、第２マップＭ２及び第３マップＭ３が、予めＲＯＭに記憶されている。第２マップＭ２は、車両位置ＶＰと目標速度Ｖｓｔｇｔの修正値ΔＶｖｐとの関係を予め規定したルックアップテーブルである。第２マップＭ２は、以下のように規定されている。
・車両位置ＶＰが「０」のとき、修正値ΔＶｖｐが「０」である。
・車両位置ＶＰが「正（＋）」のとき、修正値ΔＶｖｐが「正（＋）」であり、車両位置ＶＰが大きいほど、修正値ΔＶｖｐが大きい。
・車両位置ＶＰが「負（―）」のとき、修正値ΔＶｖｐが「負（―）」であり、車両位置ＶＰが小さいほど、修正値ΔＶｖｐが小さい。

第３マップＭ３は、横断勾配ＣＳＬと目標速度Ｖｓｔｇｔの修正値ΔＶｃｓｌとの関係を予め規定したルックアップテーブルである。第３マップＭ３は、以下のように規定されている。
・横断勾配ＣＳＬが「０」のとき、修正値ΔＶｃｓｌが「０」である。
・横断勾配ＣＳＬが「正（＋）」のとき、修正値ΔＶｃｓｌが「正（＋）」であり、横断勾配ＣＳＬが大きいほど、修正値ΔＶｃｓｌが大きい。
・横断勾配ＣＳＬが「負（―）」のとき、修正値ΔＶｃｓｌが「負（―）」であり、横断勾配ＣＳＬが小さいほど、修正値ΔＶｃｓｌが小さい。

ＤＳＥＣＵ１０は、第２マップＭ２及び第３マップＭ３を参照して、修正値ΔＶｖｐ及び修正値ΔＶｃｓｌを決定する。そして、これらの修正値を、前記決定した目標速度Ｖｓｔｇｔに加算することにより、目標速度Ｖｓｔｇｔを修正する。車両Ｖの車速Ｖｓが修正後の目標速度Ｖｓｔｇｔに一致するように、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御する。

ＤＳＥＣＵ１０は、将来曲率ＦＣ及び現在曲率ＣＣが「将来位置ＦＬが曲線路Ｃｖの終了地点と認められる位置（図２に示した曲線路出口ＣｖＥｘを参照。）に到達したときに成立する曲率終了条件」を満たしたか否かを判定する。将来曲率ＦＣ及び現在曲率ＣＣが曲率終了条件を満たした場合、ＤＳＥＣ１０は、車両Ｖが曲線路Ｃｖから直線路へ進入しつつあると判定し、スピードマネジメント制御を終了する。図２に示した例において、車両Ｖの前端中央位置ＣＬが曲線路出口ＣｖＥｘから所定距離Ｄだけ手前の位置に到達した時点ｔ２にて、ＤＳＥＣＵ１０は、将来曲率ＦＣ及び現在曲率ＣＣが曲率終了条件を満たしたと判定してスピードマネジメント制御を終了する。

以下、図５に示したフローチャートを参照して、上記のスピードマネジメント制御をさらに具体的に説明する。なお、クルーズ制御及び車線維持制御のフローチャートは、従来装置と同一であるので、その説明を省略する。

ＤＳＥＣＵ１０（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）は、以下のようにして、スピードマネジメントプログラムの実行を開始する。すなわち、ＣＰＵは、クルーズ制御を開始すると、所定時間間隔をおいて、車両Ｖが曲線路Ｃｖに進入しつつあるか否かを判定する。具体的には、将来曲率ＦＣが第１閾値曲率Ｃ１ｔｈ以上であって、且つ、現在曲率ＣＣが「第１閾値曲率Ｃ１ｔｈよりも小さい値に設定された第２閾値曲率Ｃ２ｔｈ」以下であるとの条件（曲率開始条件）が成立したか否かを判定する。曲率開始条件が成立した場合、ＣＰＵは、車両Ｖが曲線路Ｃｖに進入しつつあると判定し、図５のステップ５００からスピードマネジメントプログラムの実行を開始する。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ５０１にて、上述したように、第１マップＭ１を参照して、目標速度Ｖｓｔｇｔを決定する。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ５０２にて、車線維持制御を実行中か否かを判定する。車線維持制御を実行中である場合（車線維持制御フラグＸｌｔａが「１」である場合（５０２：Ｙｅｓ））、ＣＰＵは、ステップ５０３に進む。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ５０３にて、車両位置ＶＰを計算する。そして、ＣＰＵは、ステップ５０４にて、第２マップＭ２を参照して、修正値ΔＶｖｐを決定する。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ５０５にて、横断勾配ＣＳＬを計算する。そして、ＣＰＵは、ステップ５０６にて、第３マップＭ３を参照して、修正値ΔＶｃｓｌを決定する。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ５０７にて、修正値ΔＶｖｐ及び修正値ΔＶｃｓｌを用いて、目標速度Ｖｓｔｇｔを修正する。すなわち、目標速度Ｖｓｔｇｔに修正値ΔＶｖｐ及び修正値ΔＶｃｓｌを加算する。

上記のステップ５０３乃至ステップ５０７の処理により、目標速度Ｖｓｔｇｔが下記のように修正される。

例えば、車両Ｖが、目標走行ラインＬｄに対して外周側に進入した場合には、目標速度Ｖｓｔｇｔが減少される。これにより、車両Ｖに作用する遠心力が減少し、車両Ｖが目標走行ラインＬｄ側へ進行し易くなる。逆に、車両Ｖが目標走行ラインＬｄに対して内周側に進入した場合には、目標速度Ｖｓｔｇｔが増大される。これにより、車両Ｖに作用する遠心力が増大し、車両Ｖが目標走行ラインＬｄ側へ進行し易くなる。

加えて、例えば、曲線路Ｃｖの内周側が外周側より低い場合には、車両Ｖの自重により車両Ｖが曲線路Ｃｖの内周側へ進行する傾向にある。そこで、この場合には、目標速度Ｖｓｔｇｔが増大されて、車両Ｖに作用する遠心力が増大される。これにより、車両Ｖが、目標走行ラインＬｄに沿って進行し易くなる。逆に、曲線路Ｃｖの外周側が内周側より低い場合には、車両Ｖの自重により車両Ｖが曲線路Ｃｖの外周側へ進行する傾向にある。そこで、この場合には、目標速度Ｖｓｔｇｔが減少されて、車両Ｖに作用する遠心力が減少される。これにより、車両Ｖが、目標走行ラインＬｄに沿って進行し易くなる。

ＣＰＵは、上記のように目標速度Ｖｓｔｇｔを、修正すると、ステップ５０８にて、車速Ｖｓが、目標速度Ｖｓｔｇｔに一致するように、エンジンＥＣＵ２０及びブレーキＥＣＵ３０を制御する。

つぎに、ＣＰＵは、ステップ５０９にて、「車両Ｖが、曲線路Ｃｖの終端に到達したか否か（直線路に移行しつつあるか否か）」を判定する。具体的には、将来曲率ＦＣが第３閾値曲率Ｃ３ｔｈ以下であって、且つ現在曲率ＣＣが第４閾値曲率Ｃ４ｔｈ以上であるとの条件（曲率終了条件）が成立したか否かを判定する。曲率終了条件が成立したとき、ＣＰＵは、「車両Ｖが、曲線路Ｃｖの終端に到達した」と判定し、ステップ５１０にてスピードマネジメントプログラムを終了する。なお、第３閾値曲率Ｃ３ｔｈは第４閾値曲率Ｃ４ｔｈよりも大きな値である。なお、第３閾値曲率Ｃ３ｔｈは第２閾値曲率Ｃ２ｔｈと同じ値に設定されていてもよい。第４閾値曲率Ｃ４ｔｈは第１閾値曲率Ｃ１ｔｈと同じ値に設定されていてもよい。

ステップ５０２において、車線維持制御を実行していない場合（車線維持制御フラグＸｌｔａが「０」である場合（５０２：Ｎｏ））、ＣＰＵは、ステップ５０２からステップ５０８に直接進む。すなわち、この場合、ＣＰＵは、ステップ５０１にて決定した目標速度Ｖｓｔｇｔを修正することなく、そのまま用いる。

ステップ５０９において、曲率終了条件が成立しないとき、ＣＰＵは、「車両Ｖが、未だ曲線路Ｃｖの終端に到達していない」（５０９：Ｎｏ）と判定し、ステップ５０８に戻る。

なお、ＣＰＵは、エンジンＥＣＵ２０からアクセルオーバーライドが行われているか否かを示す信号を受信するとともに、図示しないターンシグナルランプ制御用ＥＣＵから車両Ｖが備える図示しないターンシグナルランプ（ターンランプ）が点滅しているか否かを示す信号を受信している。ＣＰＵは、クルーズ制御中に、アクセルオーバーライドが実行されたこと、又は車両Ｖに備えられた図示しないターンランプが点滅していることを検出すると、クルーズ制御を終了する。そのクルーズ制御中にスピードマネジメント制御を実行していた場合には、ＣＰＵは、クルーズ制御を終了するとともに、スピードマネジメント制御を終了する（ステップ５０９：Ｙｅｓ）。

上記のように、車両Ｖにおいてクルーズ制御が実行されている場合に、車両Ｖが進入する曲線路Ｃｖに対応する目標速度Ｖｓｔｇｔが決定される。さらに、車線維持制御が実行されている場合には、車両位置ＶＰ及び横断勾配に応じて、目標速度Ｖｓｔｇｔが修正される。そして、車速Ｖｓが目標速度Ｖｓｔｇｔに一致するように、エンジン及びブレーキが制御される。これにより、車両Ｖが目標走行ラインＬｄに沿って走行し易くなる。このように、本実施形態によれば、曲線路を走行する際の車速を従来装置より適切に制御できる。その結果、車両Ｖの乗員が上述したような不安を感じることを低減できる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

＜変形例１＞
上記実施形態では、第２マップＭ２及び第３マップＭ３を用いて、修正値ΔＶｖｐ及び修正値ΔＶｃｓｌを決定している。これに代えて、所定のパラメータを用いて規定された演算式に基づいて、修正値ΔＶｖｐ及び修正値ΔＶｃｓｌを決定してもよい。

＜変形例２＞
上記実施形態では、クルーズ制御及び車線維持制御を個別に実行可能であるが、両制御を統合した１つの制御を実行可能であってもよい。この場合、第１マップＭ１を用いて決定した目標速度Ｖｓｔｇｔを車両位置ＶＰ及び横断勾配ＣＳＬに応じて修正するのではなく、曲線路Ｃｖの曲率Ｃ（ＣＣ，ＦＣ），車両位置ＶＰ、横断勾配ＣＳＬなどに基づいて、直接的に目標速度Ｖｓｔｇｔを決定してもよい。

１…車両運転支援装置、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ブレーキＥＣＵ、４０…ステアリングＥＣＵ、Ｃ…曲率、Ｃｖ…曲線路、Ｌｄ…目標走行ライン、ＶＰ…車両位置、Ｖｓ…車速、Ｖｓｔｇｔ…目標速度

Claims (1)

1. 自車両の周囲の状況を表す情報を出力する車載センサと、
   前記車載センサから取得した情報に基づいて、自車両の速度及び舵角の目標値をそれぞれ設定し、自車両の実車速及び実舵角が前記目標値に一致するように、前記自車両の駆動装置、制動装置及び操舵装置を制御する制御装置と、
   を備えた車両運転支援装置であって、
   前記車載センサは、
   自車両が走行している車線の曲率を検出する車線センサと、
   自車両が走行している車線の横断方向における自車両の位置を検出する位置センサと、
   自車両が走行している車線の横断勾配を検出する横断勾配センサと、
   を含み、
   前記制御装置は、自車両が曲線路を走行する際、前記位置センサ及び前記横断勾配センサによって検出された前記曲線路の横断方向における自車両の位置、及び前記曲線路の横断勾配に応じて、自車両の速度の目標値を決定する、
   ように構成された、車両運転支援装置。

Images