JP4852482B2

JP4852482B2 - 車両走行支援制御装置

Info

Publication number: JP4852482B2
Application number: JP2007166809A
Authority: JP
Inventors: 真司高木; 幹夫植山; 信也大辻
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-06-25
Also published as: JP2009001245A

Description

本発明は、車両走行の支援を行う車両走行支援制御装置に係り、特に、信号機付近における走行支援制御に好適な車両走行支援制御装置に関する。

車両走行の支援を行う装置としては、ドライバの走行時の負担を軽減し、追突防止にも効果のあるアダプティブクルーズコントロール装置（ＡＣＣ装置）が知られている。ＡＣＣ装置は、ドライバが設定した設定速度と設定車間とに基づき、先行車両が無いときは設定速度になるように車両を制御し、また、先行車両が有る場合には、設定車間を保って先行車両を追従制御する。しかしながら、通常のＡＣＣ機能により先行車両に追従走行している際に、従来のＡＣＣでは、信号機が走行路前方にあったとしても、その状態に関わらず先行車両に追従する恐れがある。

それに対して、先行車両の高さ情報と自車両の走行速度に応じて前方の情報を視認できるよう適切な車間距離制御を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、先行車両の高さを検出し、その先行車両の高さに基づいて追従制御の目標車間距離を調整するか、自車両の加減速制御の制御ゲインを調整する。これにより、例えば自車両の前方に信号機があった場合でも、先行車両の高さに応じて信号機を視認可能な車間距離に先行車両との間隔を自動調整することで、ドライバが前方の情報を視認しやすくする。

特開２００４−３０１８３３号公報

しかしながら、特許文献１記載のものでは、信号機の視認確保のために車間距離を調整するため、減速と加速を繰り返すこととなり、ドライバに不快感を与える可能性がある。

本発明の目的は、前方信号機と先行車両と自車両との位置関係に基づいて、適切な走行制御を行える車両走行支援装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、車両走行の支援を行う車両走行支援制御装置であって、自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離算出手段と、自車両と先行車両との相対速度を検出する相対速度算出手段と、先行車両の高さを検出する先行車高さ算出手段と、自車両前方の最寄の信号機の点灯している信号状態を検出する信号機状態認識手段と、走行エリアの信号機の設置位置情報と信号機の高さ情報を有し、自車位置情報と該信号機設置位置情報から自車両前方の最寄の信号機までの距離を算出する信号機距離算出手段と、ドライバの走行支援制御に対する設定に関する指示要求入力を受け付けるドライバ入力手段と、自車両の走行速度と前記車間距離算出手段から得られた先行車両との車間距離から求まる自車両と先行車両の車間時間を保持して追従走行するための目標加減速度を求める追従走行制御手段および、設定された目標速度を維持して定速走行するための目標加減速度を求める定速走行制御手段および、停止位置までの距離情報を基に停止位置で正しく車両を停止させるための目標加減速度を求める停止制御手段および、それら各制御手段からの目標加減速度を切り替える選択手段を有する車速制御手段と、前記各走行制御手段が求める目標加減速度を受けて、自車両に目標加減速度を発生させる車両駆動手段および車両制動手段とを備え、前記車速制御手段は、先行車追従制御時において、前方最寄の信号機までの距離がある規定値以下になった時に、前記先行車高さ算出手段が求める先行車高さ情報と前記信号機距離算出手段の有する信号機設置位置情報の信号機高さ情報および信号機距離情報から、自車走行位置が先行車両で前方信号機が見える位置にあるか否かを判定し、信号機が見えない位置関係で、かつ、前記相対速度算出手段から先行車が接近状態でない場合は、追従制御を中断し現走行速度での定速走行制御に切り替える、制御切替判断手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、前方信号機と先行車両と自車両との位置関係に基づいて、適切な走行制御を行えるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御切替判断手段は、自車と先行車と信号機の位置関係において信号機が見えない位置関係にある時に、自車が予め規定した減速度で現走行速度から停止に至るまでに要する停止制動距離を算出し、該停止制動距離と前記信号機距離情報から停止に必要な地点までの停止地点距離を比較し、もし前記停止地点距離より前記停止制動距離が大きい場合は、規定の減速度を発生するよう前記車両駆動手段および車両制動手段に対して目標加減速度値を送信するようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、ドライバに車両制御状態を伝えるドライバ通知手段を備え、前記制御切替判断手段は、追従制御を解除し定速走行に切り替える条件になった時またはその後に、車両走行支援制御が定速走行に切り替えるまたは切り替わったことをドライバに通知するように、前記ドライバ通知手段に対し制御切替処理実行の通知要求を送るようにしたものである。

（４）上記（１）において、好ましくは、前記ある規定値とは、前記信号機状態認識手段の検知可能な最大距離である。

以下、図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態による車両走行支援装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両走行支援装置の構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による車両走行支援装置の構成を示すシステムブロック図である。

車両走行支援装置１０は、ナビゲーション装置（ナビ装置）１と、カメラ認識装置２と、車速制御ＥＣＵ３と、エンジンＥＣＵ４と、ブレーキＥＣＵ５と、車輪速センサ６と、通信バス７と、ドライバ入力装置８と、ドライバ通知装置９とを備えている。

ナビ装置１は、自車両の現在位置および自車両走行環境を提供する装置である。カメラ認識装置２は、自車両の前方を撮影することができる位置に搭載され、自車両の前方信号機状態の認識や、先行車両の高さ、先行車両との相対速度、自車両と先行車両の車間距離を検知できる。なお、本実施例ではカメラ認識装置２を用いているが、前記同種の情報を検知できる認識装置であれば、他のセンサを用いても構わない。例えばレーザレーダでもいいし、複数の環境認識センサを組み合わせて実現してもいい。

車速制御ＥＣＵ３は、車両走行支援制御（例えば、ＡＣＣのような追従走行制御や定速走行制御）を行うものであり、ナビ装置１、カメラ認識装置２、車輪速センサ６、ドライバ入力装置８から通信バス７を介して得られる様々な車両情報を用いて、後述する他のＥＣＵに対して各ＥＣＵに対応する目標指令値を算出し出力する。

エンジンＥＣＵ４は、車速制御ＥＣＵ３より入力された目標エンジントルクになるように、エンジントルクを制御するＥＣＵである。ブレーキＥＣＵ５は、車速制御ＥＣＵ３より入力された目標ブレーキトルクになるように、ブレーキトルクを制御するＥＣＵである。

車輪速センサ６は、各車輪の回転数を検出する装置である。ドライバ入力装置８は、車速制御ＥＣＵ３に対してドライバが車両走行支援制御に対する要求指令を入力するスイッチ類である。ドライバ通知装置９は、ドライバに対して車両走行支援制御を含む様々な通知を行う装置であるが、音出力装置や画面表示装置などその出力形態は問わない。

次に、図２を用いて、本実施形態による車両走行支援装置の詳細構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による車両走行支援装置の詳細構成を示すシステムブロック図である。

カメラ認識装置２は、信号機状態認識部１１と、先行車高さ算出部１２と、先行車相対速度算出部１３と、先行車車間距離算出部１４とを備えている。カメラ認識装置２は、車速制御ＥＣＵ３に対して、信号機状態および先行車両高さ、相対速度、自車両と先行車両の車間距離の各情報を出力する。ドライバ入力装置８は、ドライバが走行したい速度を入力し、そのドライバ設定目標車速を車速制御ＥＣＵ３に出力する。

ナビ装置１は、各地点の停止線の位置情報を有している。ナビ装置１は、逐次自車の現在位置と進行方向の地形情報から自車両から最寄の停止線までの距離（停止線距離）を算出し、周期的に車速制御ＥＣＵ３に出力する。また、ナビ装置１は、信号機の位置情報と各信号機の高さ情報を有している。ナビ装置１は、停止線距離算出と同様に、逐次前方の信号機までの距離を算出し、信号機の高さ情報とともに周期的に車速制御ＥＣＵ３に出力する。

車輪速センサ６は、各車輪の車輪回転数を検出し、周期的に車輪回転数を車速制御ＥＣＵ３に出力する。

車速制御ＥＣＵ３は、制御切替判断部１７と、目標車間時間算出部１８と、目標車速決定部１９と、車速算出部２０と、エンジン・ブレーキ指令値算出部２１と、定速走行制御部２２と、追従走行制御部２３と、停止制御算出部２４とを備えている。

制御切替判断部１７は、カメラ認識装置２およびナビ装置１から出力された信号機状態情報および先行車両高さ情報、相対速度情報、自車両と先行車両の車間距離情報に基づいて、車速制御ＥＣＵ３が有する各制御ロジック（定速走行制御部２２、先行車追従走行制御部２３、停止制御部２４）に対して制御ロジック切換要求を出力する。また、制御切替判断部１７は、現在の自車速度を目標車速決定部１９に出力する。また、制御切替判断部１７は、ドライバ通知装置９に対して、ドライバに対して車両走行支援制御を含む様々な通知指令を出力する。ドライバ通知装置９は、この通知指令を、音声や画面等を用いて、ドライバに通知する。

目標車間時間算出部１８は、先行車相対速度算出部１３から出力された相対速度情報と、先行車車間距離算出部１４から出力された自車両と先行車両の車間距離情報に基づいて、目標車間時間を算出し追従制御部２３に出力する。目標車速決定部１９は、制御切替判断部１７から出力された現在の自車両速度と、ドライバ入力装置８から出力されたドライバ設定目標車速の小さい方を選択し、これを目標車速として定速走行制御部２２に出力する。車速算出部２０は、車輪速センサ６で出力された車輪回転数に基づいて自車速度を算出し、それぞれの制御算出部に出力する。

定速走行制御部２２は、目標車速決定部１９から出力された目標車速若しくは車速算出部２０から出力された現在の自車速度のいずれかに基づいて定速走行制御を行う。先行車追従制御部２３は、目標車間時間算出部１８から出力された目標車間時間と、先行車相対速度算出部１３から出力された相対速度と、先行車車間距離算出部１４から出力された自車両と先行車両の車間距離と、車速算出部２０から出力された自車速度に基づいて先行車両追従制御を行う。停止制御部２４は、停止線距離算出部１５から出力された停止線距離および車速算出部２０から出力された自車速度に基づいて停止制御を行う。

エンジン・ブレーキ指令値算出部２１は、それぞれの制御ロジック（定速走行制御部２２、先行車追従走行制御部２３、停止制御部２４）が求めた目標加減速度情報を基に、目標エンジントルクおよび目標ブレーキトルクを算出し、エンジンＥＣＵ４およびブレーキＥＣＵ５に出力する、エンジンＥＣＵ４は、目標エンジントルクとなるように、エンジンを制御する。ブレーキＥＣＵ５は、目標ブレーキトルクとなるように、各ブレーキを制御する。

次に、図３を用いて、本実施形態による車両走行支援装置に用いる車速制御ＥＣＵ３における制御内容について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による車両走行支援装置に用いる車速制御ＥＣＵにおける制御内容を示すフローチャートである。

最初に、ステップＳ１０において、車速制御ＥＣＵ３内の図示しない入力信号処理部は、カメラ認識装置２で検出した信号機状態（青、赤、黄）、先行車両の高さｈ_ｂ、自車両と先行車両の相対速度、自車両と先行車両の車間距離ｄ_ＴＨＷと、ドライバ入力装置８で設定したドライバ設定目標車速と、ナビ装置１で検出された停止線距離ｄ_ＳＴＯＰおよび自車両の位置から信号機までの距離ｄ_ＳＩＧ、信号機の高さｈ_ｃと、車輪速センサ６から検出された車輪回転数と、エンジンＥＣＵ４で制御されているエンジントルクと、ブレーキＥＣＵ５で制御されているブレーキトルクを読み込む。

次に、ステップＳ２０において、車速算出部２０は、ステップＳ１０で読み込んだ車輪回転数から自車両の走行速度ｖ_０を算出する。

次に、ステップＳ３０において、目標車間時間算出部１８は、ステップＳ１０で読み込んだ車間距離ｄ_ＴＨＷおよび自車両の走行速度ｖ_０から目標車間時間を算出する。

次に、ステップＳ４０において、制御切替判断部１７は、ステップＳ１０で読み込んだ信号機までの距離ｄ_ＳＩＧと車間距離ｄ_ＴＨＷと先行車両の高さｈ_ｂと自車両に取り付いているカメラの地面からの高さｈ_ａから、カメラで信号機の色を認識するために必要な高さｈ_ｃａｍを算出する。ここで、カメラで信号機の色を認識するために必要な高さｈ_ｃａｍは、以下の式（１）で求めることができる。ここで、ｔａｎθ＝（ｈ_ｂ−ｈ_ａ）／ｄ_ＴＨＷ）である。

ｈ_ｃａｍ＝ｄ_ＳＩＧ・ｔａｎθ …（１）

次に、ステップＳ５０において、制御切替判断部１７は、ステップＳ１０で読み込んだ自車両位置と自車両と停止線までの距離から停止線で停止するのに必要な制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}を算出する。制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}は、以下の式（２）におより算出できる。ここで、ａは予め定めた規定減速度（正の値）である。

ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}＝ｖ_０ ^２／２ａ …（２）

次に、ステップＳ６０において、制御切替判断部１７は、ステップＳ１０で読み込まれた情報や、ステップＳ２０〜Ｓ５０で算出された情報に基づいて、定速走行制御を実行するか、先行車追従走行制御を実行するか、停止制御を実行するかを切り替える。なお、ステップＳ５０の詳細については、図４を用いて後述する。

次に、ステップＳ７０において、目標車速決定部１９は、制御切替判断部１７から出力された現在の自車両速度と、ドライバ入力装置８から出力されたドライバ設定目標車速の小さい方を選択し、これを目標車速として定速走行制御部２２に出力する。

次に、ステップＳ８０において、ステップＳ６０で制御切替判断部１７により選択された制御ロジック（定速走行制御部２２、先行車追従走行制御部２３、停止制御部２４）のいずれかは、ステップＳ７０で設定した目標車速になるように目標加速度を算出する。

次に、ステップＳ９０において、エンジン・ブレーキ指令値算出部２１は、ステップＳ８０で算出した目標加速度を達成するために目標ブレーキトルクを算出する。

また、ステップＳ１００において、エンジン・ブレーキ指令値算出部２１は、ステップＳ８０で算出した目標加速度を達成するために目標エンジントルクを算出する。

車速制御ＥＣＵ３では、図３に示すこの一連の処理を規定の制御周期で反復して行う。

次に、図４を用いて、本実施形態による車両走行支援装置における制御切替判断部１７による切替制御，すなわち、図３のステップＳ４０の切替制御の詳細な内容について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による車両走行支援装置における制御切替判断部による切替制御の詳細な制御内容を示すフローチャートである。

まず、カメラ認識装置２の情報から自車両の前方に先行車両が存在するか判定する（ステップＳ６０１）。もし、カメラ認識装置２で先行車両を検知したら（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）、続いて信号機までの距離ｄ_ＳＩＧがある規定値以下であるか判定する（ステップＳ６０２）。本例では、このある規定値を“カメラ認識装置２が信号機を認識できる距離（以下、信号機認識限界距離）”と定義する。

もし、信号機までの距離ｄ_ＳＩＧがこの信号機認識限界距離より大きいなら（ステップＳ６０２：Ｎｏ）、制御切替判断部１７はドライバが設定した設定車間時間で先行車両を追従する「先行車追従制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１７）。

もし、ステップＳ６０２で信号機までの距離ｄ_ＳＩＧが信号機認識限界距離以下なら（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、カメラで信号機の色を認識できる高さｈ_ｃａｍを算出する（ステップＳ６０４）。次に、このカメラで信号機の色を認識できる高さｈ_ｃａｍと、信号機の高さｈ_ｃから自車両の高さｈ_ａを減算した値を比較する（ステップＳ６０５）。もし、カメラで信号機の色を認識できる信号機の高さｈ_ｃａｍの値が信号機の高さｈ_ｃから自車両の高さｈ_ａを減算した値以下なら（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、続いて先行車両が減速したか判定する（ステップＳ６０６）。もし、先行車両が減速したなら（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、制御切替判断部１７はドライバが設定した設定車間時間で先行車両を追従する「先行車追従制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１７）。

もし、ステップＳ６０６で、先行車両が定速走行および加速したなら（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、続いて信号機の色が青以外であるか判定する（ステップＳ６０８）。もし、ステップＳ６０８で、信号機の色を青と検出した場合は（ステップＳ６０８：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、ドライバが設定した設定車間時間で先行車両を追従する「先行車追従制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１７）。

一方、もしステップＳ６０８で、信号機の色を青以外と検出した場合は（ステップＳ６０８：Ｙｅｓ）、ナビ装置１から取得した停止線距離ｄ_ＳＴＯＰとおよび現在の自車速度から規定減速度で減速した場合に必要な停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}を算出する（ステップＳ６１０）。そして、ステップＳ６１０で算出した停止線距離ｄ_ＳＴＯＰおよび停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}を比較し、停止線距離ｄ_ＳＴＯＰの値が停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}の値以下であれば（ステップＳ６１３：Ｙｅｓ）、制御切替判断部１７は、規定減速度で「停止制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１６）。

もし、停止線距離ｄ_ＳＴＯＰの値が停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}の値より大きいなら（ステップＳ６１３：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、ドライバが設定した設定車間時間で先行車両を追従する「先行車追従制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１７）。

もし、ステップＳ６０５で、カメラで信号機の色を認識できる高さｈ_ｃａｍの値が信号機の高さｈ_ｃから自車両の高さｈ_ａを減算した値より大きい場合は（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、続いて先行車両が減速したか判定する（ステップＳ６０７）。もし、ステップＳ６０７で、先行車両が減速したならば（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、ドライバが設定した設定車間時間で先行車両を追従する「先行車追従制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１７）。

もし、ステップＳ６０７で、先行車両が定速走行および加速したなら（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、停止線距離ｄ_ＳＴＯＰおよび停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}を算出する（ステップＳ６１１）。もし、ステップＳ６１１で停止線距離ｄ_ＳＴＯＰの値が停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}の値以下であれば（ステップＳ６１４：Ｙｅｓ）、制御切替判断部１７は、規定減速度で「停止制御」を行うように制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１６）。

一方、もし、ステップＳ６１１で停止線距離ｄ_ＳＴＯＰの値が停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}の値より大きいなら（ステップＳ６１４：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、現在の自車速度で「定速走行制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１８）。

もし、ステップＳ６０１で、先行車両を検知しなかった場合（ステップＳ６０１：Ｎｏ）、続いて自車両走行位置から信号機までの距離ｄ_ＳＩＧがある規定値以下であるかを判定する（ステップＳ６０３）。もし、ステップＳ６０３で、信号機までの距離ｄ_ＳＩＧがある規定値より大きいなら（ステップＳ６０３：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、目標車速で「定速走行制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１９）。

ステップＳ６０３で、信号機までの距離ｄ_ＳＩＧがある規定値以下なら（ステップＳ６０３：Ｙｅｓ）、続いて信号機の色が青以外であるか判定する（ステップＳ６０９）。もし、ステップＳ６０９で、信号機の色を青と検出した場合は（ステップＳ６０９：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、目標車速で「定速走行制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１９）。

一方、ステップＳ６０９で、信号機の色を青以外と検出した場合は（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、停止線距離ｄ_ＳＴＯＰおよび停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}を算出する（ステップＳ６１２）。もし、停止線距離ｄ_ＳＴＯＰの値が停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}の値以下であれば（ステップＳ６１５：Ｙｅｓ）、制御切替判断部１７は、規定減速度で「停止制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１６）。

もし、ステップＳ６１５で、停止線距離ｄ_ＳＴＯＰの値が停止制動距離ｄ_{ｎｅｅｄ＿ｓｔｏｐ}の値より大きいなら（ステップＳ６１５：Ｎｏ）、制御切替判断部１７は、目標車速で「定速走行制御」を行うように、制御ロジック切替要求を出力する（ステップＳ６１９）。

次に、図５〜図８を用いて、本実施形態による車両走行支援装置による動作態様について説明する。
図５〜図８は、本発明の一実施形態による車両走行支援装置による動作態様の説明図である。

図５は、本例における制御ロジック切り替えパターン例１の図である。図５では、図４のＳ６０１において既に先行車検知状態であるものとし、先行車追従制御中の状況において信号機設置地点に接近した時に車両走行支援装置１０が作動して先行車との車間距離を大きくする時の一連の動作を示している。ここで、自車両は速度で走行しており、先行車両は速度で走行しているものとする。

図５（１）に示すように、信号機が自車両の遠方に存在する時はカメラでの信号機の認識が不可能であるので、車速制御ＥＣＵ３の制御切替判断部１７ではカメラを用いない通常の先行車追従制御を行うように判断する（図４のＳ６１７）。

その後、図５（２）のように信号機が近づいてきてカメラ認識可能な距離内に進入するものとする。この時先行車両の車両高さによっては、追従中の車間距離では先行車両に対して自車両が近すぎて先行車両が邪魔になって信号機が見えない状況が起こり得る。しかし、信号機のある交差点での自動走行を行うためには、カメラで信号機の色を認識し、信号機の色に応じた制御を行わなければならないので、信号機の認識は必要不可欠である。そこで、図４のステップＳ６０４〜Ｓ６０５によって先行車両に対して自車両が近すぎて先行車両が邪魔になり、信号機が見えない状況にあるか否かを判断する。図５（２）のように先行車両により信号機の見えない位置関係にある場合（図４のＳ６０５：Ｎｏ）で、かつ、先行車両が定速走行または加速した場合（図４のＳ６０７：Ｙｅｓ）において、図４のＳ６１１，Ｓ６１４で現走行位置からの停止線距離が現走行車速での制動距離より大きいと判断した時は、制御切替判断部１７は、先行車両に追従せずに現在の速度で定速走行を行うように判断する（図４のＳ６１８）。

このように先行車両が加速しても自車両は追従せずに定速走行を行うようになるため、先行車両との相対速度が大きくなり、その結果、自車両と先行車両の車間距離が大きくなって、信号機の認識がしやすくなる。

図５（３）は、先行車両が加速しても自車両はその先行車両に追従せずに現在の速度で定速走行を行うことで、自車両と先行車両との車間距離が大きくなって信号機認識できた状況を表している。このように、信号機が認識可能な状況になり、信号機の色を青と判断した場合（図４のＳ６０８：Ｎｏ）は、制御切替判断部１７は、再び先行車両に追従する先行車追従制御を行うように判断する（図４のＳ６１７）。

図６は、本例における制御ロジック切り替えパターン例２の図である。図６では、図４のＳ６０１において既に先行車検知状態であるものとし先行車追従制御中の状況において、信号機設置地点に接近した時に車両走行支援装置１０が作動して先行車との車間距離を大きくした結果、赤信号を検知した時の一連の動作を示している。

図６（１）は、図５（１）と同じであり、信号機が自車両の遠方にありカメラの認識範囲外なのでカメラを必要としない通常の先行車追従制御を行っている。

図６（２）も図５（２）と同じく、先行車両により信号機認識が不可能であるため、先行車両が定速走行または加速した時には先行車追従制御を行わずに現在の速度を目標速度とした定速走行制御を行う。

図６（３）は、定速走行制御を行ったことで自車両と先行車両の車間距離が大きくなり、信号機認識が可能な状況になった状況であるが、その時信号機の色を赤と判断した時を表している（図４のＳ６０８：Ｙｅｓ）。この時、制御切替判断部１７は、自車速度から求まる制動距離とナビ装置１からの停止線距離との大小関係を比較し（図４のＳ６１０，Ｓ６１３）、停止線距離が制動距離より大きい場合には、即座に停止制御を行わず先行車追従制御を行うように判断する（図４のＳ６１７）。その後、さらに信号機に接近して停止線距離が制動距離以下になった場合には、停止線で止まれるように規定減速度で減速を開始する停止制御を行うよう判断する（図４のＳ６１６）。

図７は、本例における制御ロジック切り替えパターン例３の図である。図７では、図４のＳ６０１において既に先行車検知状態であるものとし先行車追従制御中の状況において、信号機設置地点に接近した時に車両走行支援装置１０が作動して先行車との車間距離を大きくしようとしたにも関わらず間に合わず、信号機が見えない状況のまま信号機に接近した時の一連の動作を示している。

図７（１）は、図５（１）と同じであり、信号機が自車両の遠方にあり、カメラの認識範囲外なのでカメラを必要としない通常の先行車追従制御を行っている状況である。

図７（２）も、図５（２）と同じく、先行車両により信号機認識が不可能であるため、先行車両が定速走行または加速した時には先行車追従制御を行わずに現在の速度を目標速度とした定速走行制御を行う。

図７（３）は、図７（２）で定速走行制御を行っても、自車両と先行車両の相対速度がそれほど大きくならず停止線距離が制動距離以下になっても依然として信号機認識が可能にならない状態を表している。この時、制御切替判断部１７は、安全のために信号機の実状態いかんに関わらず停止線で止まるように自動減速する停止制御を行う判断をする（図４のＳ６１６）。これは、先行車両が邪魔で信号機認識ができないまま先行車両に追従することは、ドライバにとって恐怖感を与えかねないからである。

図８は、本例における制御ロジック切り替えパターン例４の図である。図８では、図４のＳ６０１において既に先行車検知状態であるものとし先行車追従制御中の状況において、信号機設置地点に接近した時に先行車両が減速しつつ信号機に接近した時の一連の動作を示している。

図８（１）は、図５（１）と同じであり、信号機が自車両の遠方にあり、通常の先行車追従制御を行っている状況である。

図８（２）は、先行車両により信号機認識が不可能な位置関係にある時において先行車が減速した場合（図４のＳ６０７Ｎｏ）であり、この時は先行車両との位置関係が最優先のため制御切替判断部１７は、先行車追従制御を継続して行うように判断する。よって、もし、図８（３）に表すように先行車両が信号機を認識して停止すれば、先行車両に追従して自車両も停止することになる。

なお、本実施形態では、先行車両が邪魔で信号機認識が不可能と考えたが、信号機の近くにある木で信号機が隠れたり、ブラインドコーナーで信号機認識が不可能の場合でも制御切替判断部１７では同様に制御ロジックの切替判断をするものとしてもいい。

また、制御切替判断部１７により通常のドライバの設定速度走行や先行車追従制御から設定速度走行や停止制御走行に切り替わった場合には、ドライバ通知装置９を用いてドライバに通知してもいい。

以上説明したように、本実施形態によれば、先行車両に自動追従走行している時に信号機状態認識手段で先行車前方の信号機の色を認識できない状況であった場合、その時の走行速度での定速走行制御に切り替える。これにより、先行車両との車間距離が大きくなり、信号機状態認識手段で信号機の色を認識できる可能性が高くなる。

また、信号機状態認識手段で先行車両により前方の信号機の色を認識できない状況であっても、信号機までの距離が停止に要する制動距離以下になった場合は自動減速することで、安全方向への走行支援を行う。その後、信号機状態認識手段で信号機の色を認識できるようになれば、その認識結果に従い停止制御を継続するか、再加速してドライバ目標速度での定速走行制御または先行車両の追従制御を続行する。

このように前方信号機と先行車両と自車両との位置関係を考慮して実行している走行制御を適した走行制御に切り替えることで、信号機のある地点に進入しても適切に走行支援制御を行える。

また、信号機との距離に基づいて制御するため、信号機が遠方にある場合でも、車間距離が不要に大きくなることを防止できるため、先行車両と自車両の間に他車に割り込まれる可能性が低減する。

次に、図９を用いて、本発明の他の実施形態による車両走行支援装置の構成及び動作について説明する。本実施形態による車両走行支援装置の構成は、図１に示したものと同様である。本実施形態による車両走行支援装置の詳細構成は、図２と同様である。ただし、本実施形態においては、車速制御ＥＣＵ３は、制御切替判断部１７と、定速走行制御部２２と、追従走行制御部２３と、停止制御算出部２４とは備えていないものである。
図９は、本発明の他の実施形態による車両走行支援装置に用いる車速制御ＥＣＵにおける制御内容を示すフローチャートである。

図９において、ステップＳ１０〜Ｓ６０の内容は、図３にて説明したものと同様である。ステップＳ６０においては、図４にて詳述したように、前方信号機と先行車両と自車両との位置関係を考慮して、定速走行制御と、追従走行制御と、停止制御とのいずれが好適かを判定する。

そして、制御切替判断部１７が、図４のステップＳ６１８において、現在の自車速度で「定速走行制御」を行うのが好適であると判定すると、制御切替判断部１７は、ステップＳ１１０において、ドライバ通知装置９に、ドライバに車間距離を大きくするような通知指令を発する。これにより、ドライバ通知装置９は、車間距離を大きくするように、音声若しくは画面表示によりドライバに通知する。

なお、図４のステップＳ６０４〜Ｓ６０５での先行車両に対して自車両が近すぎて先行車両が邪魔になって信号機が見えない状況にあるか否かを判断する結果を用いて、信号機接近時にカメラ認識装置２が信号機を認識できている状態にあるか否かをドライバ通知装置９を用いてドライバに通知するようにしてもいい。

本実施形態においても、前方信号機と先行車両と自車両との位置関係を考慮して、信号機が見えない場合に、ドライバに通知することで、信号機のある地点に進入しても適切に走行支援制御を行える。

本発明の一実施形態による車両走行支援装置の構成を示すシステムブロック図である。本発明の一実施形態による車両走行支援装置の詳細構成を示すシステムブロック図である。本発明の一実施形態による車両走行支援装置に用いる車速制御ＥＣＵにおける制御内容を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による車両走行支援装置における制御切替判断部による切替制御の詳細な制御内容を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による車両走行支援装置による動作態様の説明図である。本発明の一実施形態による車両走行支援装置による動作態様の説明図である。本発明の一実施形態による車両走行支援装置による動作態様の説明図である。本発明の一実施形態による車両走行支援装置による動作態様の説明図である。本発明の他の実施形態による車両走行支援装置に用いる車速制御ＥＣＵにおける制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ナビゲーション装置
２…カメラ認識装置
３…車速制御ＥＣＵ
４…エンジンＥＣＵ
５…ブレーキＥＣＵ
６…車輪速センサ
７…通信バス
８…ドライバ入力装置
９…ドライバ通知装置
１０…車両走行支援装置
１１…信号機状態認識部
１２…先行車高さ検出部
１３…先行車相対速度算出部
１４…先行車車間距離算出部
１５…停止線距離算出部
１６…車輪回転数算出部
１７…制御切替判断部
１８…目標車間時間算出部
１９…目標車速決定部
２０…車速算出部
２１…エンジン・ブレーキ指令値算出部
２２…定速走行制御部
２３…追従制御部
２４…停止制御部

Claims

車両走行の支援を行う車両走行支援制御装置であって、
自車両と先行車両との車間距離を検出する車間距離算出手段と、
自車両と先行車両との相対速度を検出する相対速度算出手段と、
先行車両の高さを検出する先行車高さ算出手段と、
自車両前方の最寄の信号機の点灯している信号状態を検出する信号機状態認識手段と、
走行エリアの信号機の設置位置情報と信号機の高さ情報を有し、自車位置情報と該信号機設置位置情報から自車両前方の最寄の信号機までの距離を算出する信号機距離算出手段と、
ドライバの走行支援制御に対する設定に関する指示要求入力を受け付けるドライバ入力手段と、
自車両の走行速度と前記車間距離算出手段から得られた先行車両との車間距離から求まる自車両と先行車両の車間時間を保持して追従走行するための目標加減速度を求める追従走行制御手段および、設定された目標速度を維持して定速走行するための目標加減速度を求める定速走行制御手段および、停止位置までの距離情報を基に停止位置で正しく車両を停止させるための目標加減速度を求める停止制御手段および、それら各制御手段からの目標加減速度を切り替える選択手段を有する車速制御手段と、
前記各走行制御手段が求める目標加減速度を受けて、自車両に目標加減速度を発生させる車両駆動手段および車両制動手段とを備え、
前記車速制御手段は、先行車追従制御時において、前方最寄の信号機までの距離がある規定値以下になった時に、前記先行車高さ算出手段が求める先行車高さ情報と前記信号機距離算出手段の有する信号機設置位置情報の信号機高さ情報および信号機距離情報から、自車走行位置が先行車両で前方信号機が見える位置にあるか否かを判定し、信号機が見えない位置関係で、かつ、前記相対速度算出手段から先行車が接近状態でない場合は、追従制御を中断し現走行速度での定速走行制御に切り替える、制御切替判断手段を備えることを特徴とする車両走行支援制御装置。
請求項１記載の車両走行支援制御装置において、
前記制御切替判断手段は、自車と先行車と信号機の位置関係において信号機が見えない位置関係にある時に、自車が予め規定した減速度で現走行速度から停止に至るまでに要する停止制動距離を算出し、該停止制動距離と前記信号機距離情報から停止に必要な地点までの停止地点距離を比較し、もし前記停止地点距離より前記停止制動距離が大きい場合は、規定の減速度を発生するよう前記車両駆動手段および車両制動手段に対して目標加減速度値を送信することを特徴とする車両走行支援制御装置。
請求項１記載の車両走行支援制御装置において、
ドライバに車両制御状態を伝えるドライバ通知手段を備え、
前記制御切替判断手段は、追従制御を解除し定速走行に切り替える条件になった時またはその後に、車両走行支援制御が定速走行に切り替えるまたは切り替わったことをドライバに通知するように、前記ドライバ通知手段に対し制御切替処理実行の通知要求を送ることを特徴とする車両走行支援制御装置。
請求項１記載の車両走行支援制御装置において、
前記ある規定値とは、前記信号機状態認識手段の検知可能な最大距離であることを特徴とする車両走行支援制御装置。