JP2023070885A - 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 車両の乗員の不快感を低減できる運転支援装置を提供する。【解決手段】 運転支援装置1は、信号認識装置と、速度制御装置とを備える。速度制御装置は、自車両の前方に位置する直近の信号機S1までの距離が所定値L0である認識可能地点Pr1に自車両が到達した時点における車速Vsが、目標値Vdよりも低速である目標値V1以下であるように、認識可能遅延Pr1の手前から自車両の駆動装置20及び制動装置30を制御し、さらに、信号認識装置が信号機S1の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ信号機S1と当該信号機S1の前方に隣接する信号機S2との距離DSが所定の閾値DSth以下である場合、信号認識装置が信号機S2の灯火色を認識するまで、目標値V1以下の速度で自車両が定速走行するように駆動装置20及び制動装置30を制御する。【選択図】 図7
Description
本発明は、車両に搭載され、前記車両の速度を制御する運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムに関する。
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。)。具体的には、従来装置は、自車両の前方に他車両(先行車両)が存在しないとき、自車両の速度が所定の第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速度制御装置を備える。さらに、従来装置は、自車両の前景を撮影して、その画像データを出力する撮像装置、及びその画像データを解析して、自車両の前方の信号機の灯火色を判定(認識)する画像解析装置を備える。速度制御装置は、自車両が信号機を通過する際、画像解析装置の解析結果に従って、自車両の速度を制御する。
画像解析装置は、撮像装置の画角(視野)内に信号機が入ったとき、その信号機の灯火色の判定を試みる。その時点で画像解析装置が信号機の灯火色を判定不能である場合、速度制御装置は、自車両を減速させる。その際の加速度(負値)の大きさ(絶対値)は、比較的小さい。そして、自車両が信号機に接近して、画像解析装置が信号機の灯火色を判定可能になると、速度制御装置は、その判定結果に従って、自車両の速度を制御する。具体的には、信号機の灯火色が「黄」又は「赤」であるとき、自車両をさらに減速させて自車両を信号機の手前で停止させる。一方、信号機の灯火色が「緑」である場合、速度制御装置は、自車両を定速走行させて、信号機を通過させる。
ここで、自車両が、その前方に位置する直近の第1信号機と、さらにその前方に隣接する第2信号機とをこの順に通過する場面を想定する。この事例において、従来装置の撮像装置の画角内に第1信号機が入った時点で画像解析装置が第1信号機の灯火色を判定不能である場合、速度制御装置は、自車両を減速させる。その後、画像解析装置が、「第1信号機の灯火色は「緑」である」と判定すると、速度制御装置は、自車両を定速走行させて、第1信号機を通過させる。自車両が第1信号機を通過した時点にて撮像装置の画角内に第2信号機が入っていない場合、速度制御装置は、自車両を加速させる。自車両が進行してカメラの画角内に第2信号機が入り、画像解析装置がその時点で第2信号機の灯火色を判定不能であると、速度制御装置は、再び自車両を減速させる。ここで、第1信号機と第2信号機との距離が比較的小さい場合、自車両の加速と減速とが比較的短い期間内に繰り返されるので、車両の乗員が不快に感じる虞がある。
本発明の目的の一つは、車両の乗員の不快感を低減できる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、本発明の運転支援装置(1)は、自車両(V)に搭載される。
運転支援装置は、
自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第1目標値(Vd)に一致するように自車両の駆動装置(20)及び制動装置(30)を制御する速度制御装置(10)と、
自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機(S1,S2)の灯火色を認識する信号認識装置(53)と、
自車両及び信号機の位置をそれぞれ検出する位置検出装置(55)と、
を備え、
前記信号認識装置は、自車両の前方に位置する信号機との距離が第1所定値(Lr)以下である場合に前記信号機の灯火色を認識可能であり、
前記速度制御装置は、
自車両の前方に位置する直近の信号機である第1信号機(S1)までの距離が前記第1所定値である第1地点(Pr1)に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第1目標値よりも低速である第2目標値(V1)以下であるように、前記第1地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御し、さらに、
前記信号認識装置が前記第1信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第1信号機(S1)と当該第1信号機の前方に隣接する第2信号機(S2)との距離(DS)が所定の閾値(DSth)以下である場合、前記信号認識装置が前記第2信号機の灯火色を認識するまで、前記第2目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する、ように構成されている。
運転支援装置は、
自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第1目標値(Vd)に一致するように自車両の駆動装置(20)及び制動装置(30)を制御する速度制御装置(10)と、
自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機(S1,S2)の灯火色を認識する信号認識装置(53)と、
自車両及び信号機の位置をそれぞれ検出する位置検出装置(55)と、
を備え、
前記信号認識装置は、自車両の前方に位置する信号機との距離が第1所定値(Lr)以下である場合に前記信号機の灯火色を認識可能であり、
前記速度制御装置は、
自車両の前方に位置する直近の信号機である第1信号機(S1)までの距離が前記第1所定値である第1地点(Pr1)に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第1目標値よりも低速である第2目標値(V1)以下であるように、前記第1地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御し、さらに、
前記信号認識装置が前記第1信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第1信号機(S1)と当該第1信号機の前方に隣接する第2信号機(S2)との距離(DS)が所定の閾値(DSth)以下である場合、前記信号認識装置が前記第2信号機の灯火色を認識するまで、前記第2目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する、ように構成されている。
本発明に係る運転支援装置の速度制御装置は、第1信号機の灯火色が「緑」である場合であって、且つ第1信号機と第2信号機との距離が比較的短い場合(所定値以下である場合)、速度制御装置は、信号認識装置が第2信号機の灯火色を認識するまで、自車両を定速走行(加速抑制)させる。したがって、第1信号機と第2信号機との間隔が比較的短い場合に加速と減速とが繰り返されることを抑制できる。よって、本発明によれば、車両の乗員の不快感を低減できる。
本発明の一態様に係る運転支援装置において、
前記速度制御装置は、前記第1地点に到達した時点における自車両の速度が前記第2目標値に一致するように、前記第1地点の手前における所定の地点から所定の加速度にて自車両を減速させる。
前記速度制御装置は、前記第1地点に到達した時点における自車両の速度が前記第2目標値に一致するように、前記第1地点の手前における所定の地点から所定の加速度にて自車両を減速させる。
その一態様に係る運転支援装置において、前記速度制御装置は、現在の車速(V0)から前記所定の加速度(a1)にて減速した場合に車速が前記第2目標値(V1)に一致するまでに車両が進行する距離(L0)を計算し、前記第1地点から前記計算した距離だけ手前に位置する地点を前記所定の地点(Psd)として決定する、ように構成されている。
そして、これらの場合、前記所定の加速度の大きさが0.1G(G:重力加速度)以下であるとよい。
上記の従来装置において、カメラは、その画角(フレーム)内に信号機が入ったことを認識したとき、その信号機の灯火色の判定を開始し、灯火色を判定できなかった場合に、運転支援ECUは、車両を緩やかに減速させる。そして、その後にカメラが信号機の灯火色を判定できた時点で、速度制御装置は、その灯火色に応じて、車両を加速、減速、又は定速走行させる。よって、例えば、信号機の手前にて道路が大きく湾曲している場合において、車両と信号機との距離が比較的小さくなってから信号機がカメラの画角内に入った場合、運転支援ECUは、車両を停止させるために比較的大きな加速度にて減速させる。
これに対し、本態様に係る運転支援装置の速度制御装置は、カメラの画角内に信号機が入ったか否かに拘わらず、自車両から自車両前方の直近の第1信号機までの距離(走行距離)が第1所定値である第1地点に到達するよりも前から、車両を緩やかに減速させる。したがって、自車両と信号機との距離が比較的小さくなった時点で信号機がカメラの画角内に入ったとしても、その時点では、自車両の速度が比較的低速である。そのため、その時点で信号機の灯火色が「黄」又は「赤」であったとしても、速度制御装置は、比較的小さい加速度(乗員に不快感を生じさせない程度の加速度)にて、自車両を減速させて、信号機の手前にて自車両を停止させることができる。
(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運転支援装置1は、車両Vに搭載される。運転支援装置1は、詳しくは後述するように、車両Vに搭載された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のエンジン、ブレーキなどを制御する。以下、この制御を「クルーズ制御」と称呼する。なお、運転支援装置1が搭載された車両は、他の車両と区別するために「自車両」と称呼される場合がある。
図1に示したように、本発明の一実施形態に係る運転支援装置1は、車両Vに搭載される。運転支援装置1は、詳しくは後述するように、車両Vに搭載された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のエンジン、ブレーキなどを制御する。以下、この制御を「クルーズ制御」と称呼する。なお、運転支援装置1が搭載された車両は、他の車両と区別するために「自車両」と称呼される場合がある。
(具体的構成)
図1に示したように、運転支援装置1は、運転支援ECU10、駆動装置20、制動装置30、シフト切替装置40、周囲センサ50及び操作スイッチ60を備えている。
図1に示したように、運転支援装置1は、運転支援ECU10、駆動装置20、制動装置30、シフト切替装置40、周囲センサ50及び操作スイッチ60を備えている。
運転支援ECU10は、CPU10a、RAM10b、ROM10cなどを含むマイクロコンピュータを備える。なお、本明細書において、「ECU」は電子制御装置(Electronic Control Unit)を意味し、CPU、RAM、ROMなどを含むマイクロコンピュータを含む。CPUはROMに格納されたインストラクションを実行することにより各種機能を実現する。
運転支援ECU10は、CAN(Controller Area Network)を介して、他のECU(後述するエンジンECU21、ブレーキECU31及びSBW・ECU41と相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。
駆動装置20は、駆動力を発生させ、当該駆動力を車輪(左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪)のうちの駆動輪に付与する。駆動装置20は、エンジンECU21、エンジンアクチュエータ22、内燃機関23、変速機24、駆動力を車輪に伝達する図示しない駆動力伝達機構などを含む。エンジンECU21は、エンジンアクチュエータ22に接続されている。エンジンアクチュエータ22は、内燃機関23のスロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンECU21は、エンジンアクチュエータ22を駆動することによって、内燃機関23が発生するトルクを変更することができる。内燃機関23が発生するトルクは、変速機24及び駆動力伝達機構(例えば、ドライブシャフト)を介して駆動輪に伝達されるようになっている。上記のように、エンジンECU21は、エンジンアクチュエータ22を制御することによって、車両Vの駆動力を制御する。
なお、運転支援装置1が適用される車両Vが、ハイブリッド車両(HEPVEHV)或いは電気車両(EV)である場合、エンジンECU21は、車両駆動源としての「内燃機関及び電動機」の何れか一方又は両方によって発生する車両の駆動力を制御することができる。
制動装置30は、車輪に対して制動力を付与する。制動装置30は、ブレーキECU31、油圧回路32及びブレーキキャリパ33を含む。油圧回路32は、図示しないリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置、油圧センサなどを含む。ブレーキキャリパ33は、シリンダ及びピストンを備えた油圧式アクチュエータである。シリンダにオイルが供給されるとピストンがシリンダから押し出される。ピストンの先端に、ブレーキパッドが設けられており、このブレーキパッドがブレーキディスクへ押し当てられる。油圧回路32は、ブレーキECU31からの指令に応じてブレーキキャリパ33のシリンダ内の油圧を調整する。これにより、ブレーキキャリパ33による車輪(ブレーキディスク)の制動力が制御される。
シフト切替装置40は、変速機24のシフトポジションを切替える。シフト切替装置40は、SBW(Shift-by-Wire)・ECU41、SBWアクチュエータ42、シフト切替機構43などを含む。SBW・ECU41は、SBWアクチュエータ42に接続されている。SBWアクチュエータ42は、SBW・ECU41からのシフト切り替え指令に応じてシフト切替機構43を制御して、変速機24のシフトポジションを切り替える。
周囲センサ50は、車両Vの周囲に存在する立体物についての情報及び車両Vの周囲の路面の区画線についての情報を含む車両周辺情報を取得するようになっている。立体物は、例えば、自動車(他車両)、歩行者及び自転車などの移動物、並びに、路面の白線、ガードレール、信号機などの固定物である。
周囲センサ50は、レーダセンサ51、超音波センサ52、カメラ53、車速センサ54及びナビゲーションシステム55を含む。
レーダセンサ51は、レーダ送受信部と信号処理部(図示略)とを備えている。レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する。)を車両の周辺領域に放射し、放射範囲内に存在する立体物によって反射されたミリ波(即ち、反射波)を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、車両Vと立体物との距離、車両Vと立体物との相対速度、車両Vに対する立体物の相対位置(方向)等を表す情報を取得して運転支援ECU10に出力する。
超音波センサ52は、超音波をパルス状に車両の周囲の所定の範囲に送信し、立体物によって反射された反射波を受信する。超音波センサは、超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、「送信した超音波が反射された立体物上の点である反射点」及び「超音波センサと立体物との距離」等を検出することができる。
カメラ53は、撮像装置531及び画像解析装置532を含む。撮像装置531は、例えば、CCD(charge coupled device)或いはCIS(CMOS image sensor)の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。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。撮像装置531は、所定のフレームレートで車両の前景を撮影して得られた画像データを、画像解析装置532に出力する。画像解析装置532は、取得した画像データを解析して、その画像から車両Vの前方に位置する物標に関する情報を取得する。画像解析装置532は、例えば、車両Vの進行方向における前方に位置する信号機の灯火色を取得(認識)する。なお、画像データにおける赤い円形を呈するピクセルの集合体を、信号機の灯火部から発せられた光であるか否かを、画像解析装置532が精度良く判定するためには、車両Vが信号機に、ある程度接近する必要がある。例えば、車両Vが信号機に接近して行き、その距離Lvsが「120m」になると、画像解析装置532は、当該信号機の灯火色を精度良く判定できようになる。以下の説明において、画像解析装置532が、信号機の灯火色を精度良く判定できる距離Lvs(車両Vと信号機との距離)の最大値を、「認識可能距離Lr」と称呼する。また、信号機から認識可能距離Lrだけ手前に位置する地点を「認識可能地点Pr」と称呼する。なお、認識可能距離Lrは、撮像装置531の仕様に依存する。認識可能距離Lrは、車両Vの開発段階において実験的に求められ、その結果が運転支援ECU10のROMに記憶されている。
車速センサ54は、自車両の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)を発生させる車輪速センサを含む。車速センサ54は、車輪速センサ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)を計算し、各車輪の車輪速度に基づいて自車両の車速Vs(実車速)を計算する。車速センサ54は、車速Vsを表すデータを運転支援ECU10に送信する。
ナビゲーションシステム55は、複数の人工衛星からGPS信号を受信し、前記受信した複数のGPS信号に基づいて、車両Vの現在地PV(緯度及び経度)を検出する。また、ナビゲーションシステム55は、地図を表す地図データを記憶している。地図データは、道路を表す道路情報及び信号機の設置位置を表す信号機位置情報を含む。ナビゲーションシステム55は、運転支援ECU10に、前記検出した現在地PVを表す車両位置データを送信する。さらに、ナビゲーションシステム55は、2つの地点の距離(道路に沿った距離)を計算する機能を備える。例えば、ナビゲーションシステム55は、車両Vの現在位置から、その車両Vが現在走行している道路に沿って直進した場合に最初に通過する信号機(直近の信号機)までの距離Lvsを演算して、当該距離データを運転支援ECU10に送信する。
操作スイッチ60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。クルーズ制御が実行されていない期間に運転者が操作スイッチ60を操作した場合(ボタンを押した場合)、操作スイッチ60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運転支援ECU10に送信する。一方、クルーズ制御が実行されている期間に運転者が操作スイッチ60を操作した場合、操作スイッチ60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運転支援ECU10に送信する。
また、操作スイッチ60は、後述するクルーズ制御における車間距離の目標値Dd及び定速走行時の車速の目標値Vdを指定するための操作子を含む。
(クルーズ制御)
<追従制御>
運転支援ECU10は、操作スイッチ60からクルーズ制御開始信号を受信すると、クルーズ制御(ACC)を実行する。すなわち、運転支援ECU10は、周囲センサ50から取得した情報に基づいて、追従すべき他車両(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、運転支援ECU10は、周囲センサ50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、運転支援ECU10は、上記のようにして検知される車間距離(実測値)が、予め設定された目標値Ddに一致するように、駆動装置20、制動装置30及びシフト切替装置40(以下、「動装置等」と証拠する。)を制御する。ただし、カメラ53から取得した信号機の灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ECU10は、先行車両が減速を開始しない場合であっても、車両Vを減速させて、信号機の手前にて停止させる。
<追従制御>
運転支援ECU10は、操作スイッチ60からクルーズ制御開始信号を受信すると、クルーズ制御(ACC)を実行する。すなわち、運転支援ECU10は、周囲センサ50から取得した情報に基づいて、追従すべき他車両(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、運転支援ECU10は、周囲センサ50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、運転支援ECU10は、上記のようにして検知される車間距離(実測値)が、予め設定された目標値Ddに一致するように、駆動装置20、制動装置30及びシフト切替装置40(以下、「動装置等」と証拠する。)を制御する。ただし、カメラ53から取得した信号機の灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ECU10は、先行車両が減速を開始しない場合であっても、車両Vを減速させて、信号機の手前にて停止させる。
<定速走行制御>
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、運転支援ECU10は、車速Vsが、予め設定された目標値Vdに一致するように、所定の加速度a0にて車両Vを加速又は減速ささせる。さらに、運転支援ECU10は、信号機の灯火色に応じて車両Vを加速、減速又は定速走行させる。すなわち、車両Vの走行中にカメラ53から取得した信号機の灯火色が「緑」である場合には、運転支援ECU10は、車両Vをそのまま走行(加速又は定速走行)させて、信号機を通過させる。一方、カメラ53から取得した信号機の灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ECU10は、車両Vを減速させて、信号機の手前にて停止させる。そして、信号機の灯火色が「緑」になると、運転支援ECU10は、車両Vを加速させて、信号機を通過させる。なお、「定速走行」とは、車両Vが一定の速度で進行することを意味する。
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、運転支援ECU10は、車速Vsが、予め設定された目標値Vdに一致するように、所定の加速度a0にて車両Vを加速又は減速ささせる。さらに、運転支援ECU10は、信号機の灯火色に応じて車両Vを加速、減速又は定速走行させる。すなわち、車両Vの走行中にカメラ53から取得した信号機の灯火色が「緑」である場合には、運転支援ECU10は、車両Vをそのまま走行(加速又は定速走行)させて、信号機を通過させる。一方、カメラ53から取得した信号機の灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ECU10は、車両Vを減速させて、信号機の手前にて停止させる。そして、信号機の灯火色が「緑」になると、運転支援ECU10は、車両Vを加速させて、信号機を通過させる。なお、「定速走行」とは、車両Vが一定の速度で進行することを意味する。
つぎに、図2を参照して、定速走行制御について具体的に説明する。運転支援ECU10は、定速走行制御を開始すると、ナビゲーションシステム55から、車両Vの前方に位置する直近の信号機S1が設置されている地点PS1及び当該信号機S1に対応する認識可能地点Pr1を取得する。さらに、運転支援ECU10は、所定の時間間隔をおいて、ナビゲーションシステム55から車両Vの現在地PVを繰り返し取得する。加えて、運転支援ECU10は、所定の時間間隔をおいて、車速センサ54から車速Vsを繰り返し取得する。
運転支援ECU10は、車両Vが認識可能地点Pr1に到達した時点にて車速Vsが所定の目標値V1以下であるように、認識可能地点Pr1の手前から駆動装置等を制御する。ここで、目標値V1は、認識可能地点Pr1から、運転者に不快感を生じさせない程度の加速度a2にて減速して、信号機S1の手前にて車両Vを停止させることができる速度として、予め規定されている。
具体的には、認識可能地点Pr1の手前における車速Vsが、図3に示したように、目標値V1より高速である場合、運転支援ECU10は、車両Vが所定の地点(後述する減速開始地点Psd1)に到達すると、加速度a2より小さな加速度a1にて、車両Vを減速させる。加速度a1の大きさ(絶対値)は、所定値A1である。所定値A1は、例えば、「0.1G」(G:重力加速度)である。なお、所定値A1は、「0.1G」より小さい値であってもよい。
上記のように、車両Vを減速させる際の加速度a1の絶対値が比較的小さく設定されているので、図4に示したように、認識可能地点Pr1の手前における車速Vs(以下、「初速V0」とも称呼される。))が比較的高速である場合(同図におけるVda)には、運転支援ECU10は、車両Vが認識可能地点Pr1から比較的遠く離れた地点(同図におけるPsd1a)から減速を開始させる必要がある。一方、初速V0が目標値V1より少し大きい程度である場合(同図におけるVdb)には、運転支援ECU10は、認識可能地点Pr1に比較的近い地点(同図におけるPsd1b)から減速を開始すればよい。運転支援ECU10は、信号機S1の手前において減速を開始する地点(減速開始地点Psd1)を、以下のようにして演算する。
運転支援ECU10は、まず、現在の車速Vsから加速度a1に減速した場合に、車速Vsが目標値V1に一致するまでに車両Vが走行する距離L0(図2を参照。)を演算する。そして、運転支援ECU10は、認識可能地点Pr1から、距離L0だけ手前に位置する地点を、現在の車速Vsに対応した減速開始地点Psd1として決定する。なお、例えば、車速Vsを目標値Vdに一致させるために車両Vを加速(又は減速)している状況下では、車速Vs(初速V0)が徐々に増大(又は減少)している。そこで、運転支援ECU10は、所定の時間間隔をおいて、減速開始地点Psd1を繰り返し演算(更新)する。
車両Vが減速開始地点Psd1に到達する(現在地PVが減速開始地点Psd1に一致する)と、運転支援ECU10は、加速度a1にて、車両Vを減速させる。
車両Vが認識可能地点Pr1に到達すると、運転支援ECU10は、カメラ53から、信号機S1の灯火色を取得する。取得した灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、図5に示したように、運転支援ECU10は、加速度a2にて、車両Vを減速させて、信号機S1(地点PS1)の手前にて車両Vを停止させる。なお、上記のように、加速度a2の大きさ(絶対値)は、所定値A1より大きな所定値A2である。そして、運転支援ECU10は、カメラ53から、所定の時間間隔をおいて、信号機S1の灯火色を取得する。取得した灯火色が「緑」になると、運転支援ECU10は、加速度a0にて、車両Vを加速させて、信号機S1を通過させるとともに、信号機S2に対応した減速開始地点Psd2の演算を開始する。なお、その際の車速Vsの上限値は目標値Vdである。また、加速度a0の大きさ(絶対値)は、所定値A1より大きな所定値A0である。
一方、認識可能地点Pr1において取得した灯火色が「緑」である場合には、運転支援ECU10は、ナビゲーションシステム55から、信号機S1と、その前方に隣接する信号機S2との距離DS(図2を参照。)を取得する。
<距離DSが比較的長い場合>
距離DSが閾値DSthより大きい場合、運転支援ECU10は、図6に示したように、車両Vを加速度a0にて加速させて、信号機S1を通過させるとともに、減速開始地点Psd2の演算を開始する。なお、その際の車速Vsの上限値は目標値Vdである。
距離DSが閾値DSthより大きい場合、運転支援ECU10は、図6に示したように、車両Vを加速度a0にて加速させて、信号機S1を通過させるとともに、減速開始地点Psd2の演算を開始する。なお、その際の車速Vsの上限値は目標値Vdである。
<距離DSが比較的短い場合>
距離DSが閾値DSth以下である場合、運転支援ECU10は、図7に示したように、車両Vの加減速を停止させ、車両Vを定速走行させて信号機S1を通過させる。すなわち、信号機S1を通過する際の車速Vsは、車両Vが認識可能地点Pr1に到達した時点の車速Vs(つまり、目標値V1)である。この場合、信号機S1に隣接する信号機S2の灯火色が「黄」又は「赤」である場合に、車両Vを安全に停止させることができる程度の速度まで減速されている。したがって、運転支援ECU10は、信号機S2の手前にて、減速開始地点Psd2を演算する必要がない。そのため、運転支援ECU10は、車両Vが信号機S1を通過すると、所定の時間間隔をおいて、カメラ53から信号機S2の灯火色の判定結果の取得を試みる。そして、運転支援ECU10は、信号機S2の灯火色を取得できた時点で、その灯火色に応じて、信号機S1を通過する際の制御と同様の制御を実行する。
距離DSが閾値DSth以下である場合、運転支援ECU10は、図7に示したように、車両Vの加減速を停止させ、車両Vを定速走行させて信号機S1を通過させる。すなわち、信号機S1を通過する際の車速Vsは、車両Vが認識可能地点Pr1に到達した時点の車速Vs(つまり、目標値V1)である。この場合、信号機S1に隣接する信号機S2の灯火色が「黄」又は「赤」である場合に、車両Vを安全に停止させることができる程度の速度まで減速されている。したがって、運転支援ECU10は、信号機S2の手前にて、減速開始地点Psd2を演算する必要がない。そのため、運転支援ECU10は、車両Vが信号機S1を通過すると、所定の時間間隔をおいて、カメラ53から信号機S2の灯火色の判定結果の取得を試みる。そして、運転支援ECU10は、信号機S2の灯火色を取得できた時点で、その灯火色に応じて、信号機S1を通過する際の制御と同様の制御を実行する。
ところで、例えば、車両Vが走行している道路が、信号機S1の直前にて大きく湾曲しており、車両Vが認識可能地点Pr1に到達した時点では、カメラ53が信号機S1の灯火色を判定できない場合がある。この場合、運転支援ECU10は、信号機S1の灯火色が「赤」であると仮定して、認識可能地点Pr1から、加速度a2にて車両Vを減速させる。車両Vがさらに進行してカメラ53が信号機S1の灯火色を判定できた時点で、その灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ECU10は、加速度a2にて、車両Vをさらに減速させて、信号機S1の手前にて車両Vを停止させる。一方、図8に示したように、カメラ53が信号機S1の灯火色を判定できた時点で、その灯火色が「緑」である場合には、運転支援ECU10は、距離DSを取得する。そして、距離DSが閾値DSthより大きい場合、車両Vを加速度a0にて加速して信号機S1を通過させるとともに、減速開始地点Psd2の演算を開始する。一方、距離DSが閾値DSth以下である場合、図9に示したように、運転支援ECU10は、車両Vの減速を停止させ、車両Vを定速走行させて信号機S1を通過させる。すなわち、信号機S1を通過する際の車速Vsは、車両Vが認識可能地点Pr1に到達した時点の速度である目標値V1よりも低速である。
また、図10に示したように、車両Vが認識可能地点Pr1に到達する以前において、車速Vsが常に目標値V1より低速である場合(例えば、目標値Vdが目標値V1以上であるが、車速Vsが目標値V1より低速である状態から加速して目標値V1に達する前に認識可能地点Pr1に到達した場合)がある。このように、車速Vsが目標値V1以下である状態では、運転支援ECU10は、減速開始地点Psd1を認識可能地点Pr1に一致(初期化)させておく。これにより、車両Vが認識可能地点Pr1に到達するまで、減速制御が実行されない。そして、この場合、車両Vが認識可能地点Pr1に到達した時点の車速Vsは、目標値V1より低速であるが、その後の制御態様は、車速Vsが目標値V1である場合の制御態様と同様である。すなわち、運転支援ECU10は、信号機S1の灯火色及び距離DSに応じて、車両Vを加減速(図10A、図10B又は図10Cを参照。)させる。
なお、クルーズ制御開始指令を受信した時点で、車両Vが信号機S1にかなり接近している場合がある。例えば、下記のような場合には、運転支援ECU10は、車両Vを安全に制御することが困難である可能性が高い。
・現在地PVが認識可能地点Pr1と地点PS1との間である場合
・現在地PVが認識可能地点Pr1より手前であるが、車速Vsが比較的高速であり、現時点から加速度a1にて減速しても、認識可能地点Pr1にて車速Vsを目標値V1に一致させることができない場合
このような場合、運転支援ECU10は、クルーズ制御不能であることを運転者に報知し、クルーズ制御を実行しない。
・現在地PVが認識可能地点Pr1と地点PS1との間である場合
・現在地PVが認識可能地点Pr1より手前であるが、車速Vsが比較的高速であり、現時点から加速度a1にて減速しても、認識可能地点Pr1にて車速Vsを目標値V1に一致させることができない場合
このような場合、運転支援ECU10は、クルーズ制御不能であることを運転者に報知し、クルーズ制御を実行しない。
つぎに、図11を参照して、運転支援ECU10のCPU(以下、単に「CPU」と称呼する。)の動作(上記の定速走行制御を実現する定速走行プログラム)を具体的に説明する。クルーズ制御を実行中に、追従すべき先行車両が存在しない場合、CPUは、ステップ100から定速走行処理を開始する。つぎに、運転支援ECU10は、ステップ101にて、フラグFを、「加減速が許容されている」ことを表す「1」に初期化する。そして、CPUは、ステップ102に進む。
CPUは、ステップ102に進むと、ナビゲーションシステム55から、車両Vの前方に位置する直近の信号機S(S1,S2)に対応した認識可能地点Pr(Pr1,Pr2)を取得する。そして、CPUは、ステップ103に進む。
CPUは、ステップ103に進むと、フラグFの値が「1」であるか否かを判定する。すなわち、CPUは、加減速が許容されているか否かを判定する。フラグFの値が「1」である場合(ステップ103:Yes)、CPUは、ステップ104に進む。
CPUは、ステップ104に進むと、車速Vsが目標値Vdに一致するように、駆動装置等を制御する。そして、CPUは、ステップ105に進む。
CPUは、ステップ105に進むと、車速Vsが目標値V1を超えているか否かを判定する。車速Vsが目標値V1を超えている場合(ステップ105:Yes)、CPUは、ステップ106に進む。
CPUは、ステップ106に進むと、減速開始地点Psd(Psd1,Psd2)を演算する。そして、CPUは、ステップ107に進む。
CPUは、ステップ107に進むと、車両Vが減速開始地点Psd(Psd1,Psd2)に到達したか否かを判定する。すなわち、CPUは、現在地PVが減速開始地点Psdに一致したか否かを判定する。車両Vが減速開始地点Psdに到達した場合(ステップ107:Yes)、CPUは、ステップ108に進む。
ステップ107において、車両Vが未だ減速開始地点Psdに到達していない場合(ステップ107:No)、CPUは、ステップ103に戻る。
CPUは、ステップ108に進むと、加速度a1にて車両Vを減速させる。そして、CPUは、ステップ109に進む。
CPUは、ステップ109に進むと、車両Vが認識可能地点Prに到達したか否かを判定する。すなわち、CPUは、現在地PVが認識可能地点Prに一致したか否かを判定する。車両Vが認識可能地点Prに到達した場合(ステップ109:Yes)、CPUは、ステップ110に進む。一方、車両Vが認識可能地点Prに到達していない場合(ステップ109:No)、CPUは、ステップ108に戻る。
CPUは、ステップ110に進むと、カメラ53から信号機Sの灯火色の取得を試みる。つぎに、CPUは、ステップ111にて、灯火色を取得できたか否かを判定する。灯火色を取得できた場合(ステップ111:Yes)、CPUは、ステップ115に進む。一方、灯火色を取得できなかった場合(例えば、道路が湾曲していることに起因してカメラ53が灯火色を判定できなかった場合(ステップ111:No))には、CPUは、ステップ112に進む。
CPUは、ステップ112に進むと、フラグFの値が「1」であるか否かを判定する。すなわち、CPUは、加減速が許容されているか否かを判定する。フラグFの値が「1」である場合(ステップ112:Yes)、CPUは、ステップ113にて、加速度a2にて車両Vを減速させ、ステップ110に戻る。一方、フラグFの値が「0」である場合(ステップ112:No)、CPUは、ステップ114にて、車両Vを定速走行させ、ステップ110に戻る。
CPUは、ステップ115に進むと、前記取得した灯火色が「緑」であるか否かを判定する。当該灯火色が「緑」である場合(ステップ115:Yes)、CPUは、ステップ116に進む。
CPUは、ステップ116に進むと、直近の信号機Sとさらにその前方に隣接する信号機Sとの距離DSが、閾値DSth以下であるか否かを判定する。距離DSが閾値DSth以下である場合(ステップ116:Yes)、CPUは、ステップ117に進む。
CPUは、ステップ117に進むと、フラグFの値を、「加速及び減速が禁止され、定速走行が許容されている」ことを表す「0」に設定する。つぎに、CPUは、ステップ118にて、車両Vを定速走行させる。そして、CPUは、ステップ119に進む。
CPUは、ステップ119に進むと、車両Vが直近の信号機Sに到達したか否かを判定する。すなわち、現在地PVが地点PSに到達したか否かを判定する。車両Vが直近の信号機Sに到達した場合(ステップ119:Yes)、CPUは、ステップ102に戻る。一方、車両Vが未だ直近の信号機Sに到達していない場合(ステップ119:No)、CPUは、ステップ118に戻る。すなわち、CPUは、車両Vを定速走行させつつ、車両Vが直近の信号機に到達するまで待機する。
ステップ115において、灯火色が「黄」又は「赤」である場合、CPUは、ステップ120に進む。CPUは、ステップ120に進むと、車両Vを減速させて、直近の信号機Sの手前にて停止させる。そして、CPUは、信号機Sの灯火色が「緑」になるまで待機する。すなわち、CPUは、ステップ121にて、直近の信号機Sの灯火色を取得し、当該当該色が「緑」であるか否かを判定する。灯火色が「緑」である場合(ステップ121:Yess)、CPUは、ステップ122に進む。一方、灯火色が「黄」又は「赤」である場合、CPUは、ステップ121に戻る。
CPUは、ステップ122に進むと、フラグFの値を「1」に設定する。そして、CPUは、ステップ123に進む。
CPUは、ステップ123に進むと、車両Vを加速度a0にて加速させる。そして、CPUは、ステップ124に進む。
CPUは、ステップ124に進むと、車両Vが直近の信号機Sに到達したか否かを判定する。すなわち、現在地PVが地点PSに到達したか否かを判定する。車両Vが直近の信号機Sに到達した場合(ステップ124:Yes)、CPUは、ステップ102に戻る。一方、車両Vが未だ直近の信号機Sに到達していない場合(ステップ124:No)、CPUは、ステップ123に戻る。すなわち、CPUは、車両Vを加速させつつ、車両Vが直近の信号機Sに到達するまで待機する。
また、ステップ116において、距離DSが閾値DSthを超えている場合、CPUは、ステップ122に進む。
また、ステップ103において、フラグFの値が「1」以外である場合(ステップ103:No)、CPUは、ステップ110に進む。
例えば、図7に示した例では、距離DSが閾値DSth以下であるから、車両Vが認識可能地点Pr1に到達する(ステップ109:Yes)と、CPUは、ステップ110、115、116乃至119、及びステップ102を経てステップ103を実行する。この場合、ステップ117において、フラグFの値が「0」に設定されているので、CPUは、ステップ103からステップ110に進む。
また、ステップ105において、車速Vsが目標値V1以下である場合、CPUは、ステップ125にて、減速開始地点Psdを初期化する。すなわち、CPUは、減速開始地点Psdを認識可能地点Prに一致させる。そして、CPUは、ステップ107に進む。
例えば、図10に示した例では、認識可能地点Pr1の手前において、車速Vsが目標値V1より小さい。よって、この場合、CPUは、ステップ105から、ステップ125、ステップ107の順に進む。
(効果)
本実施形態に係る運転支援装置1の運転支援ECU10は、信号機S1の灯火色が「緑」である場合であって、且つ距離DSが比較的短い場合(DS<DSth)、運転支援ECU10は、カメラ53が次の信号機S2の灯火色を認識するまで、車両Vを定速走行(加速抑制)させる。したがって、隣接する信号機の間隔が比較的短い場合に加速と減速とが繰り返されることを抑制できる。よって、本実施形態によれば、車両Vの乗員の不快感を低減できる。
本実施形態に係る運転支援装置1の運転支援ECU10は、信号機S1の灯火色が「緑」である場合であって、且つ距離DSが比較的短い場合(DS<DSth)、運転支援ECU10は、カメラ53が次の信号機S2の灯火色を認識するまで、車両Vを定速走行(加速抑制)させる。したがって、隣接する信号機の間隔が比較的短い場合に加速と減速とが繰り返されることを抑制できる。よって、本実施形態によれば、車両Vの乗員の不快感を低減できる。
また、上記の従来装置において、カメラは、その画角(フレーム)内に信号機が入ったことを認識したとき、その信号機の灯火色の判定を開始し、灯火色を判定できなかった場合に、運転支援ECUは、車両を緩やかに減速させる。そして、その後にカメラが信号機の灯火色を判定できた時点で、運転支援ECUは、その灯火色に応じて、車両を加速、減速、又は定速走行させる。よって、例えば、信号機の手前にて道路が大きく湾曲している場合において、車両と信号機との距離が比較的小さくなってから信号機がカメラの画角内に入った場合、運転支援ECUは、車両を停止させるために比較的大きな加速度にて減速させる。
これに対し、本実施形態に係る運転支援ECU10は、車両Vが認識可能地点Pr1よりも手前の減速開始地点Psd1から、車両Vを減速させる。すなわち、運転支援ECU10は、カメラ53の画角内に信号機S1が入っているか否かに拘わらず、減速開始地点Psd1から、加速度a1にて車両Vを緩やかに減速させる。したがって、車両Vと信号機S1との距離が比較的小さくなった時点で、信号機S1の灯火色を判定できたとしても、その時点では、車速Vsが比較的低速である。そのため、その時点で信号機S1の灯火色が「黄」又は「赤」であったとしても、運転支援ECUは、比較的小さい加速度a2(乗員に不快感を生じさせない程度の加速度)にて、車両Vを減速させて、信号機S1の手前にて車両Vを停止させることができる。
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>
図9及び図10(C)に示した例において、運転支援ECU10は、目標値V1よりも低い速度で定速走行させて信号機S1を通過させている。これに代えて、運転支援ECU10は、信号機S1の灯火色が「緑」であると判定した時点から、車両Vを加速度a0(又は加速度a0よりも小さい加速度)にて加速させて、車速Vsを目標値V1に一致させ、その後、カメラ53が信号機S2の灯火色を判定するまで、車両Vを定速走行させてもよい。
図9及び図10(C)に示した例において、運転支援ECU10は、目標値V1よりも低い速度で定速走行させて信号機S1を通過させている。これに代えて、運転支援ECU10は、信号機S1の灯火色が「緑」であると判定した時点から、車両Vを加速度a0(又は加速度a0よりも小さい加速度)にて加速させて、車速Vsを目標値V1に一致させ、その後、カメラ53が信号機S2の灯火色を判定するまで、車両Vを定速走行させてもよい。
1…運転支援装置、10…運転支援ECU、20…駆動装置、30…制動装置、40…シフト切替装置、50…周囲センサ、53…カメラ、54…車速センサ、55…ナビゲーションシステム、60…操作スイッチ、DS…距離、DSth…閾値、Dd…目標値、F…フラグ、L0…距離、Lr…認識可能距離、Pr(Pr1,Pr2)…認識可能地点、Psd(Psd1,Psd2)…減速開始地点、S(S1,S2)…信号機、V…車両、V1…目標値、PV…現在地、Vd…目標値、Vs…車速、a1…加速度
Claims (6)
- 自車両に搭載される運転支援装置であって、
自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第1目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する速度制御装置と、
自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機の灯火色を認識する信号認識装置と、
自車両及び信号機の位置をそれぞれ検出する位置検出装置と、
を備え、
前記信号認識装置は、自車両の前方に位置する信号機との距離が第1所定値以下である場合に前記信号機の灯火色を認識可能であり、
前記速度制御装置は、
自車両の前方に位置する直近の信号機である第1信号機までの距離が前記第1所定値である第1地点に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第1目標値よりも低速である第2目標値以下であるように、前記第1地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御し、さらに、
前記信号認識装置が前記第1信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第1信号機と当該第1信号機の前方に隣接する第2信号機との距離が所定の閾値以下である場合、前記信号認識装置が前記第2信号機の灯火色を認識するまで、前記第2目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する、ように構成されている、
運転支援装置。 - 請求項1に記載の運転支援装置において、
前記速度制御装置は、前記第1地点に到達した時点における自車両の速度が前記第2目標値に一致するように、前記第1地点の手前における所定の地点から所定の加速度にて自車両を減速させる、ように構成されている、
運転支援装置。 - 請求項2に記載の運転支援装置において、
前記速度制御装置は、現在の車速から前記所定の加速度にて減速した場合に車速が前記第2目標値に一致するまでに車両が進行する距離を計算し、前記第1地点から前記計算した距離だけ手前に位置する地点を前記所定の地点として決定する、ように構成されている、
運転支援装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の運転支援装置において、
前記所定の加速度の大きさが0.1G以下である、
運転支援装置。 - 自車両に搭載される運転支援装置に適用される運転支援方法であって、
自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第1目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する速度制御ステップと、
自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機の灯火色を認識する信号認識ステップと、
自車両及び信号機の位置を検出する位置検出ステップと、
を含み、
前記信号認識ステップは、自車両の前方に位置する信号機と自車両との距離が第1所定値以下である場合に実行され、
前記速度制御ステップは、
自車両の前方に位置する直近の信号機である第1信号機までの距離が前記第1所定値である第1地点に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第1目標値よりも低速である第2目標値以下であるように、前記第1地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御するステップと、
前記信号認識ステップを実行して前記第1信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第1信号機と当該第1信号機の前方に隣接する第2信号機との距離が所定の閾値以下である場合、前記信号認識ステップを実行して前記第2信号機の灯火色を認識するまで、前記第2目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御するステップと、
を含む、ように構成されている、
運転支援方法。 - 自車両に搭載される運転支援装置のコンピュータに適用される運転支援プログラムであって、前記コンピュータに、
自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第1目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する速度制御ステップと、
自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機の灯火色を認識する信号認識ステップと、
自車両及び信号機の位置を検出する位置検出ステップと、
を実行させ、
前記信号認識ステップは、自車両の前方に位置する信号機と自車両との距離が第1所定値以下である場合に実行され、
前記速度制御ステップは、
自車両の前方に位置する直近の信号機である第1信号機までの距離が前記第1所定値である第1地点に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第1目標値よりも低速である第2目標値以下であるように、前記第1地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御するステップと、
前記信号認識ステップを実行して前記第1信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第1信号機と当該第1信号機の前方に隣接する第2信号機との距離が所定の閾値以下である場合、前記信号認識ステップを実行して前記第2信号機の灯火色を認識するまで、前記第2目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御するステップと、
を含む、ように構成されている、
運転支援プログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021183301A JP2023070885A (ja) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム |
US17/974,052 US20230148012A1 (en) | 2021-11-10 | 2022-10-26 | Driving support device, driving support method, and driving support program |
DE102022128920.6A DE102022128920A1 (de) | 2021-11-10 | 2022-11-02 | Fahrassistenzvorrichtung, Fahrassistenzverfahren und Fahrassistenzprogramm |
CN202211364606.4A CN116101263A (zh) | 2021-11-10 | 2022-11-02 | 驾驶辅助装置、驾驶辅助方法及驾驶辅助程序 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021183301A JP2023070885A (ja) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム |
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Family Applications (1)
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JP2021183301A Pending JP2023070885A (ja) | 2021-11-10 | 2021-11-10 | 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム |
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DE (1) | DE102022128920A1 (ja) |
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JP6552064B2 (ja) | 2017-03-31 | 2019-07-31 | 株式会社Subaru | 車両の走行制御システム |
-
2021
- 2021-11-10 JP JP2021183301A patent/JP2023070885A/ja active Pending
-
2022
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