JP4689486B2

JP4689486B2 - 車両用制御装置

Info

Publication number: JP4689486B2
Application number: JP2006032269A
Authority: JP
Inventors: 基一郎澤本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-01
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: JP2007062711A

Description

本発明は、先行車両等の物体を検出する物体検出装置を搭載し、物体検出装置により先行車を認識して車両制御を行う車両用制御装置に関する。

先行車を認識して車両制御を行う車両用制御装置においては、認識した先行車に追従走行するように自車を制御するために、常に自車と同じ車線上の先行車を認識する必要がある。自車が車線変更を行った際には車線変更の前後で追従走行すべき先行車が変化するが、車線変更後においても車線変更前の先行車を継続して追従走行すべき先行車と認識することを防ぐために、自車の車線変更を正確に検出することが必要となる。

自車の車線変更を検出する一例として特許文献１に開示されているように、ヨーレートセンサや操舵角センサの検出結果、運転者のウィンカー操作に基づいて車線変更を検出する機能が知られている。
特開平１１−２０５０４号公報

しかし、上述した自車の車線変更を検出する機能において、ヨーレートセンサや操舵角センサの検出結果を基づいて検出する場合は、横風等によって自車のヨーレートや操舵角がふらついた時に誤って自車が車線変更したと検出する懼れがある。

一方、運転者のウィンカー操作に基づいて検出する場合は、運転者が誤ってウィンカーを操作させた時にも車線変更したと検出する懼れがあるだけでなく、ウィンカー操作後に実際に車線変更を行った時刻を正確に検出できない。このように、上述した自車の車線変更を検出する機能では、自車の車線変更を正確に検出することができないという課題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車の車線変更を正確に検出することができる車両用制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両用制御装置は、自車進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段（例えば、実施の形態におけるレーダ装置１４）と、自車の走行軌跡を推定する走行軌跡推定手段（例えば、実施の形態における走行軌跡推定部１２）と、前記物体検知手段および前記走行軌跡推定手段の出力に基づいて制御対象とする車両を検知する制御対象検知手段（例えば、実施の形態における制御対象決定部１５）と、自車の車線変更を検知する車線変更検知手段（例えば、実施の形態における車線変更判断部１１）と、前記制御対象検知手段により検知された制御対象に対する追従制御を行うとともに前記車線変更検知手段により自車の車線変更が検知された場合には前記追従制御の内容を変更する車速制御手段（例えば、実施の形態における車速制御部１６）とを備えた車両用制御装置において、前記車線変更検知手段は、前記走行軌跡推定手段により推定された自車の走行軌跡の左右に振れる振れ速度が所定値以上でありかつ、前記制御対象検知手段により検知された制御対象の自車に対する横方向相対速度が前記自車の走行軌跡の振れ方向と逆向きに所定値以上でありかつ、前記制御対象と前記自車の走行軌跡との軌跡偏差が前記自車の走行軌跡の振れ方向と逆向きに所定値以上である場合には、自車の車線変更が行われたとすることを特徴としている。

上記構成の車両用制御装置によれば、所定値による制限を設けることで、自車の走行軌跡の情報に加えて、自車と制御対象とする車両との相対的速度あるいは相対位置の情報に基づいて自車の車線変更をより確実に検知することが可能である。

さらに、請求項２に記載の本発明の車両用制御装置は、請求項１に記載の車両用制御装置において、運転者による方向指示器の操作を検出する方向指示器操作検出手段（例えば、実施の形態におけるウィンカー操作検出部１７）をさらに備え、前記車線変更検知手段は、前記方向指示器の操作中または操作終了から所定時間（例えば、実施の形態におけるｔ３）内に限り前記自車の車線変更の検知を行うことを特徴としている。

上記構成の車両用制御装置によれば、運転者による方向指示器の操作を検出することで車線変更を行うという運転者の意思を加味することが可能である。

さらに、請求項３に記載の本発明の車両用制御装置は、請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置において、前記車線変更検知手段は、前記制御対象検知手段により検知された制御対象と自車との相対距離が所定値（例えば、実施の形態におけるＬ）以内の場合に限り前記自車の車線変更の検知を行うことを特徴としている。

上記構成の車両用制御装置によれば、物体検知手段による位置や速度の検出精度が悪くなる、自車の遠方に存在する車両の情報からは自車の車線変更の検知を行わないようにすることが可能である。

さらに、請求項４に記載の本発明の車両用制御装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置において、前記車線変更検知手段は、自車の車線変更が検知されてから所定時間（例えば、実施の形態におけるｔ４）内は自車が車線変更したと判断しないことを特徴としている。

上記構成の車両用制御装置によれば、自車の車線変更方向への操舵後に運転者が行う、進行方向を修正するための車線変更とは反対方向の操舵に関しても、自車の車線変更であると誤検知されることを防止することが可能である。

請求項１に記載の本発明の車両用制御装置によれば、自車の走行軌跡の情報に加えて、自車と制御対象とする車両との相対的速度あるいは相対位置の情報に基づいて自車の車線変更を検知することが可能であるため、自車の走行軌跡の情報のみで車線変更を行う場合と比較して、より正確に自車の車線変更を検知することができる。

さらに、請求項２に記載の本発明の車両用制御装置によれば、運転者による方向指示器の操作を検出することで車線変更を行うという運転者の意思を加味することが可能であるため、より正確に自車の車線変更を検知することができる。

さらに、請求項３に記載の本発明の車両用制御装置によれば、物体検知手段による位置や速度の検出精度が悪くなる、自車の遠方に存在する車両の情報からは自車の車線変更の検知を行わないようにすることが可能であるため、精度の低い車両情報に基づく車線変更の検知を排除することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明の車両用制御装置によれば、自車の車線変更方向への操舵後に運転者が行う、進行方向を修正するための車線変更とは反対方向の操舵に関しても、自車の車線変更であると誤検知されることを防止することが可能であるため、さらに正確に自車の車線変更を検知することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置の構成を示す機能ブロック図である。図1において、車両用制御装置1内の車線変更判断部１１（車線変更検知手段）は、制御対象領域設定部１３及びウィンカー操作検出部１７の出力に基づいて自車が車線変更を行ったか否かを判断し、判断結果を車速制御部１６へと出力するものである。なお、車線変更判断部１１における動作は、図４のフローチャートを参照して後述する。

走行軌跡推定部１２（走行軌跡推定手段）は、ヨーレートセンサ１２１と、車速センサ１２２と、舵角センサ１２３と、ナビゲーション装置１２４と、自車軌跡推定手段１２５とから構成され、自車の走行軌跡を推定し制御対象領域設定部１３へと出力するものである。

ヨーレートセンサ１２１は車両のヨーレートを検出し、検出結果を自車軌跡推定手段１２５へと出力するセンサである。車速センサ１２２は自車の車速を検出し、検出結果を自車軌跡推定手段１２５へと出力するセンサである。舵角センサ１２３は、自車の操舵角を検出し、検出結果を自車軌跡推定手段１２５へと出力するセンサである。

ナビゲーション装置１２４は、例えば装置内部で記憶する地図データに対して、ＧＰＳ（Global Positioning System）やD−ＧＰＳ（Differential GPS）等を利用して得た現在位置情報に基づいてマップマッチングを行うことで自車の現在位置を算出し、算出した現在位置に基づいて目的地までの経路探索や経路誘導等の処理を行うものである。

自車軌跡推定手段１２５は、ヨーレートセンサ１２１、車速センサ１２２、舵角センサ１２３の検出結果、あるいはナビゲーション装置１２４で算出した自車の現在位置等の情報を入力し、自車の走行軌跡を推定するものである。

制御対象領域設定部１３は、自車軌跡推定手段１２５から入力した自車の走行軌跡から図２に示した自車線ＰＲを決定し、設定した自車線ＰＲの垂直方向に一定の距離範囲内（制御対象領域Ａ）を制御対象とする範囲に設定するものである。ここで、自車線ＰＲとは、自車の進行方向を示す直線である。

また、制御対象領域設定部１３は、制御対象として設定した範囲を制御対象決定部１５へと出力するものである。さらにまた、制御対象領域設定部１３は、自車と制御対象の先行車との相対距離、相対速度、あるいは横方向相対速度等の情報を制御対象決定部１５から入力し、車線変更判断部１１へ出力するものである。

レーダ装置１４（物体検知手段）は、例えばレーザ光やミリ波等の電磁波を適宜の検知方向（例えば、自車の進行方向前方）に向けて発信すると共に、この発信した電磁波が自車の外部の物体（例えば、先行車）によって反射されたときに、その反射波を入力するものである。また、レーダ装置１４は、発信した電磁波と受信した電磁波（反射波）とを混合してビート信号を生成し、制御対象決定部１５へ出力する。

制御対象決定部１５（制御対象検知手段）は、レーダ装置１４から受信したビート信号を入力し、電磁波を反射した物体と自車との相対距離、相対速度、あるいは横方向相対速度等を算出するものである。ここで、横方向相対速度とは、自車の進行方向に垂直な方向の相対速度の成分を示す。

また、制御対象決定部１５は、制御対象領域設定部１３より制御対象とする範囲（例えば、図２の制御対象領域Ａ）を入力し、電磁波を反射した物体が先行車であるか否かを判断するものである。例えば、図２に示したように、電磁波を反射した物体（先行車Ｑ）が制御対象領域Ａ内に入っている場合は先行車であると判断し、図３に示したように、電磁波を反射した物体（先行車Ｑ）が制御対象領域Ａ内に入っていない場合は先行車でないと判断する。

さらにまた、制御対象決定部１５は、先行車であると判断した際に、上記算出した相対距離、相対速度、あるいは横方向相対速度等の情報を制御対象領域設定部１３および車速制御部１６へと出力するものである。

車速制御部１６（車速制御手段）は、車線変更判断部１１および制御対象決定部１４から入力した情報に基づいて車速を決定し制御するものであり、制御目標値決定部１６１と、車両制御部１６２と、加速アクチュエータ１６３と、減速アクチュエータ１６４と、制御状態告知部１６５とから構成される。

制御目標値決定部１６１は、自車が車線変更に関する情報を車線変更判断部１１から入力し、また、自車と先行車との相対距離、相対速度、あるいは横方向相対速度等の情報を制御対象決定部１４から入力し、これら入力した情報から先行車に追従走行するための目標車速を決定するものである。

車両制御部１６２は、制御目標値決定部１６１で決定された目標車速となるように加速アクチュエータ１６３および減速アクチュエータ１６４を制御するものである。また、車両制御部１６２は、現在の制御状態を制御状態告知部１６５へと出力するものである。

加速アクチュエータ１６３は、例えばスロットル開度を制御し、車両制御部１６２の指示に従って自車を加速するものである。減速アクチュエータ１６４は、例えばスロットル開度やブレーキ液圧を制御し、車両制御部１６２の指示に従って自車を減速するものである。制御状態告知部１６５は、車両制御部１６２から入力した情報をメータ等の表示手段を用いて運転者に報知するものである。

ウィンカー操作検出部（方向指示器操作検出手段）１７は、運転者によるウィンカー操作を検出し、検出結果を車線変更判断部１１へと出力するものである。

次に、図１の車線変更判断部１１で自車が車線変更を行ったか否かを判定する手順に関して、図２および図３の記載の記号を用い、図４のフローチャートにしたがって詳細を説明する。

まず初めに、図４のステップＳ４０１においては、車線変更判断部１１は図２の制御対象領域Ａから先行車Ｑが解除されたか否かを判定する。なお、制御対象領域Ａおよび先行車Ｑの情報は、制御対象領域設定部１３より取得する。ステップＳ４０１では、自車Ｐの車線変更時に進路（すなわち、自車線ＰＲ）が隣の車線をまたぐ方向へと移動し、それに伴って先行車Ｑが制御対象領域Ａから外れたときに、車線変更判断部１１は先行車Ｑが解除されたと判定する。

ステップＳ４０１における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０２へと進む。一方、ステップＳ４０１における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０２においては、ステップＳ４０１で先行車Ｑが解除されるまでに、先行車Ｑが所定時間ｔ１以上先行車として認識したか否かを判定する。ステップＳ４０２では、所定時間以上先行車として認識されていた場合のみ次のステップへと進むようにすることで、例えば一時的に自車Ｐと先行車Ｑとの間に入り、その後すぐに別の車線へと移動するような車両を先行車として認識することを防ぐことができる。

ステップＳ４０２における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０３へと進む。一方、ステップＳ４０２における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０３においては、ステップＳ４０１で先行車Ｑが解除された時点において、その先行車Ｑと自車Ｐとの距離が所定距離Ｌ以内であるか否かを判定する。先行車Ｑと自車Ｐとの距離が離れている場合には、先行車Ｑの位置を正確に検出することが困難となり、例えばステップＳ４０１における先行車解除の判定の制度が落ちる。

ステップＳ４０３では、所定距離以内の先行車のみを車線変更の判定の対象とすることで、ステップＳ４０１等において判定の制度が悪くなり、結果的に車線変更の判定を誤ることを防ぐことができる。

ステップＳ４０３における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０４へと進む。一方、ステップＳ４０３における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０４においては、ステップＳ４０１で先行車Ｑが解除された時点から過去所定時間ｔ２の間に自車軌跡の振れ速度が所定値ｖ１以上であるか否かを判定する。ここで、自車軌跡の振れ速度とは、図３の自車線ＰＲが自車Ｐの進路変更に伴い、道路の車線に沿った方向から道路の車線をまたぐ方向へと方向を変える速度を示す。

一般的に、自車Ｐが低速で走行している場合には車体のゆれが大きくなる傾向があり、このゆれが原因で自車Ｐの自車線ＰＲの方向が一時的に変化し、例えばステップＳ４０１の判定で先行車Ｑが解除されたと判定されることが考えられる。ステップＳ４０４では、自車線ＰＲの変化する自車軌跡の振れ速度が所定値以上である場合にのみ次のステップへと進むようにすることで、車体のゆれによる車線変更の誤判定を防ぐことができる。

ステップＳ４０４における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０５へと進む。一方、ステップＳ４０４における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０５においては、自車Ｐと先行車Ｑとの軌跡偏差が所定値ΔＲ以上であるか否かを判定する。ここで、軌跡偏差とは、図３に示すとおり、自車Ｐの自車線ＰＲと先行車Ｑの自車線ＰＲ２との距離である。ステップＳ４０５では、自車Ｐと先行車Ｑとの軌跡偏差が所定距離以上である場合にのみ次のステップへと進むようにすることで、自車Ｐの軌跡が先行車Ｑの走行車線と隣接した車線に移動する軌跡であることを確認することが可能であるため、自車Ｐの車線変更の判定をより正確に行うことができる。

ステップＳ４０５における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０６へと進む。一方、ステップＳ４０５における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０６においては、自車軌跡（図３の自車線ＰＲ）の振れと逆方向の、先行車の横方向相対速度が所定値ｖ２以上であるか否かを判定する。自車Ｐが車線変更を行うために進路を変更すると、自車Ｐからはその進路変更の方向とは逆方向に先行車Ｑが移動しているように検出される。ステップＳ４０６では、この逆方向の横方向相対速度が所定値以上である場合にのみ次のステップへと進むようにすることで、自車Ｐの車線変更の判定をより正確に行うことができる。

ステップＳ４０６における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０７へと進む。一方、ステップＳ４０６における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０７においては、ウィンカー操作検出部１７の検出結果から車線変更判断部１１は運転者によるウィンカー操作があったか否かを判定する。ステップＳ４０７では、ウィンカー操作の検出により運転者の車線変更の意思を車線変更判断部１１で加味することができるため、より適切に車線変更の判定を行うことができる。

なお、運転者は状況によってウィンカーの操作終了後に車線変更を行う可能性があるため、ウィンカー操作検出後の一定時間ｔ３内に限り次のステップへと進むことが可能であるようにすると、さらに適切に車線変更の判定を行うことができる。

ステップＳ４０７における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０８へと進む。一方、ステップＳ４０７における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

ステップＳ４０８においては、ステップＳ４０１で先行車Ｑが解除された時点から過去所定時間ｔ４以内に車線変更の判定がなされていないかを判定する。車線変更の際には、自車Ｐが車線変更方向への操舵を行い隣接する車線に移動した後に、自車Ｐの進行方向が道路の方向と平行になるように車線変更とは反対方向の操舵を運転者が行う必要がある。

特許文献１に記載の発明では、この車線変更とは反対方向の操舵によっても車線変更が行われたと誤判定される。しかし、ステップＳ４０８では、車線変更の判定後の一定時間の間に再度車線変更の判定が行われないようにしており、車線変更とは反対方向の操舵による誤判定がなくなる。

ステップＳ４０８における判定結果が「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ４０９へと進む。一方、ステップＳ４０８における判定結果が「Ｎｏ」の場合には、図４に示した車線変更の判定手順を終了する。

最後に、ステップＳ４０９においては、自車Ｐが車線変更を行ったと判断する。この車線変更の情報は、車線変更判断部１１から制御目標値決定部１６１へと出力され、制御目標値決定部１６１は車線変更情報を用いて追従制御の内容を変更する。以後、再び制御対象決定部１５から新しく先行車の情報が入力されると、制御目標値決定部１６１はその先行車を対象とした追従走行を行うように制御する。

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、先行車両等の物体を検出する物体検出装置を搭載し、物体検出装置により先行車を認識して車両制御を行う車両用制御装置に用いて好適である。

本発明の一実施形態にかかる車両用制御装置の構成を示す機能ブロック図である。自車が先行車に追従して走行している状態において、自車と先行車との位置関係を示した図である。図２の状態から自車が車線変更を行う状態において、自車と先行車との位置関係を示した図である。図１に示す車線変更判断部１１で車線変更の判断を行う手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ … 車両用制御装置
１１ … 車線変更判断部（車線変更検知手段）
１２ … 走行軌跡推定部（走行軌跡推定手段）
１４ … レーダ装置（物体検知手段）
１５ … 制御対象決定部（制御対象検知手段）
１６ … 車速制御部（車速制御手段）
１７ … ウィンカー操作検出部（方向指示器検出手段）

Claims

自車進行方向に存在する物体を検知する物体検知手段と、
自車の走行軌跡を推定する走行軌跡推定手段と、
前記物体検知手段および前記走行軌跡推定手段の出力に基づいて制御対象とする車両を検知する制御対象検知手段と、
自車の車線変更を検知する車線変更検知手段と、
前記制御対象検知手段により検知された制御対象に対する追従制御を行うとともに前記車線変更検知手段により自車の車線変更が検知された場合には前記追従制御の内容を変更する車速制御手段と
を備えた車両用制御装置において、
前記車線変更検知手段は、
前記走行軌跡推定手段により推定された自車の走行軌跡の左右に振れる振れ速度が所定値以上でありかつ、
前記制御対象検知手段により検知された制御対象の自車に対する横方向相対速度が前記自車の走行軌跡の振れ方向と逆向きに所定値以上でありかつ、
前記制御対象と前記自車の走行軌跡との軌跡偏差が前記自車の走行軌跡の振れ方向と逆向きに所定値以上である場合には、
自車の車線変更が行われたとすることを特徴とする車両用制御装置。
運転者による方向指示器の操作を検出する方向指示器操作検出手段をさらに備え、
前記車線変更検知手段は、
前記方向指示器の操作中または操作終了から所定時間内に限り前記自車の車線変更の検知を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
前記車線変更検知手段は、
前記制御対象検知手段により検知された制御対象と自車との相対距離が所定値以内の場合に限り前記自車の車線変更の検知を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用制御装置。
前記車線変更検知手段は、
自車の車線変更が検知されてから所定時間内は自車が車線変更したと判断しないことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用制御装置。