JP4946212B2

JP4946212B2 - 走行支援装置

Info

Publication number: JP4946212B2
Application number: JP2006182135A
Authority: JP
Inventors: 剛名波
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-06-30
Also published as: JP2008007062A

Description

本発明は走行支援装置に関し、特に、自車を先行車両等に追従走行させる走行支援装置に関するものである。

車両の走行支援装置の１つとして、先行車との距離や相対速度などを検出し、自動的に速度および車間距離の設定値を保持するようにスロットルやブレーキを制御する走行支援装置が実用化されている。特許文献１には、検出した物体の内、自車線上に存在する可能性が高い物体を、車間距離制御を行うべき物体として選択して自車を追従走行させる技術が記載されている。
特開２００４−１９９５１２号公報

しかしながら、道路付近に存在する静止物体はガードレール等の路側物が多いため、自車線上に存在する全ての静止物体を追従対象物体の候補として、先行車とする物体を選択することは、路側物との分離が難しく、自車の前の道路環境（車線幅、カーブ等）も正確に判断しなければならないため、現在の技術では非常に困難である。

このような静止物体を追従対象物体の候補とする場合は、物体と自車との横変位（横位置）、距離、自車速、相対速度および道路環境に応じて衝突可能性が高い物体を追従対象物体として選択する方法や、静止物体については追従対象物体として選択する範囲を狭くする方法も考えられるが、誤認識、誤制御、誤警報等の問題が生じる。

特に走行支援装置には、先行車両に追従制御中に先行車両が停止した場合に、自車両を停止保持する停止保持機能を持つものがある。このような装置において、上述した誤認識等の問題を解決するために、静止物体については追従対象物体として選択しないこととすると、例えば渋滞や信号待ちなどで停止している先行車両に自車両が追いつく際など、停止している先行車両に追いつく場合は、先行車両が静止物体であるため追従対象物体として選択されず、先行車両の停止に合わせて自車両を停止保持することができない。このように、場合によって停止保持制御が行えたり、行えなかったりすることにドライバが違和感を覚えるおそれがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤認識を減少させつつ、静止物体も追従対象物体に含めて自車を追従走行させることができる走行支援装置を提供することにある。

本発明は、自車の周囲の物体を検出する物体検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、物体検出手段と車速検出手段との検出結果に基づいて、自車の周囲の物体から追従対象物体を選択し、自車を追従対象物体に追従させつつ走行させる走行制御手段と、を備え、走行制御手段は、車速検出手段が検出した車速が閾値以上である場合は、物体検出手段が検出した物体の内、移動物体のみから追従対象物体を選択し、車速検出手段が検出した車速が閾値未満である場合は、物体検出手段が検出した物体の内、移動物体および静止物体から追従対象物体を選択する走行支援装置である。

この構成によれば、走行制御手段は、車速検出手段が検出した車速が閾値以上である場合は、物体検出手段が検出した物体の内、移動物体のみから追従対象物体を選択するため、静止物体を追従対象物体として追従走行することが有り得ない高速走行時には、静止物体を追従対象物体の候補から外し、誤認識、誤制御、誤警報等を減少させることができる。また、走行制御手段は、車速検出手段が検出した車速が閾値未満である場合は、物体検出手段が検出した物体の内、移動物体および静止物体から追従対象物体を選択するため、静止物体を追従対象物体として追従走行する場合がある低速走行時には、静止物体を追従対象物体の候補に含めて、自車を追従対象物体に追従させつつ走行させることができる。

この場合、走行制御手段は、静止物体から追従対象物体を選択する場合は、静止物体と自車との距離が閾値以下であり、静止物体と自車との横変位が閾値以下であり、かつ静止物体が自車の車線上に存在する確率が閾値以上である場合に、静止物体から追従対象物体を選択することが好適である。

この構成によれば、走行制御手段は、静止物体から追従対象物体を選択する場合に、静止物体と自車との距離が閾値以下であり、静止物体と自車との横変位（横位置）が閾値以下であり、かつ静止物体が自車の車線上に存在する確率が閾値以上である場合にのみ、静止物体から追従対象物体を選択するため、誤認識、誤制御、誤警報等を一層減少させることができる。

本発明の走行支援装置によれば、誤認識を減少させつつ、静止物体も追従対象物体に含めて自車を追従走行させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る走行支援装置について添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る走行支援装置の一例としてのクルーズコントロールシステム（以下ＡＣＣ（ＡｄａｐｔｉｖｅＣｒｕｉｓｅＣｏｎｔｒｏｌ）システムという）１の構成を示す図である。

ＡＣＣシステム１は、主として、車両前方をミリ波帯の電波によりスキャンして先行車などの物体を検出するミリ波レーダ１０と、ミリ波レーダ１０の検出結果から先行車を認識する先行車認識ＥＣＵ２０と、ブレーキアクチュエータ４０や電子制御式スロットルバルブ４１などを制御して走行速度制御を行う走行制御ＥＣＵ３０とを有して構成されている。ＡＣＣシステム１は、先行車が認識されない場合には運転者により設定された車速を維持する定速制御を行い、先行車が認識されたときには先行車に対して設定車間距離を保持する追従制御または緩加速／緩減速制御を行う。

ミリ波レーダ１０は、ミリ波帯の電波を水平方向にスキャンしながら車両の前方へ照射し、前方車両などの物体表面で反射された電波を受信し、受信信号の周波数変化から先行車候補の有無、および先行車候補と自車両との距離、相対速度、並びに自車両からの横変位（横位置）などのパラメータを求め、検出結果として先行車認識ＥＣＵ２０に出力する。すなわち、ミリ波レーダ１０は、特許請求の範囲に記載の物体検出手段として機能する。

車速センサ１２は、自車の車速を検出するための物で、特許請求の範囲に記載の車速検出手段として機能する。また、車両には、車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１３、およびステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ１４などが設けられている。各センサは先行車認識ＥＣＵ２０に接続されており、検出された信号は先行車認識ＥＣＵ２０に入力される。

先行車認識ＥＣＵ２０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等により構成され、移動判断演算部２１、自車線確率演算部２２、補正横位置演算部２３おび先行車認識部２４を有している。

移動判断演算部２１は、ミリ波レーダ１０によって検出された物体と自車との相対速度と、車速センサ１２によって検出された自車の車速とから、物体の速度を算出し、当該物体が移動物体であるか静止物体であるかを判断する。自車線確率演算部２２は、物体が自車線上にいる確率を、ミリ波レーダ１０によって検出された物体の距離、横変位等を用いて算出する。補正横位置演算部２３は、ヨーレートセンサ１３及び操舵角センサ１４の検出結果から自車の走行している道路の曲率半径Ｒを算出して、自車が直線路を走行している場合に対応させるための補正値とする。補正横位置演算部２３は、ミリ波レーダ１０によって検出された物体の横変位に対して、上記曲率半径Ｒを補正値として用いて、物体の補正横位置を算出する。

先行車認識部２４は、移動判断演算部２１、自車線確率演算部２２及び補正横位置演算部２３の演算結果とそれらの過去の履歴から下記に示す手法で物体から先行車候補を選択する。また、また先行車認識部２４は、車速センサ１２からの車速信号、ヨーレートセンサ１３からのヨーレート信号、および操舵角センサ１４からの操舵角信号などに基づいて求められる自車両の走行状態から自車両の進路を推定するとともに、この推定結果と先行車候補の位置とを比較し、先行車候補が自車両の進路前方に存在すると判断された場合に、この先行車候補を先行車として認識する。なお、自車両の進路を推定する際に、ステレオカメラ１１で検出された白線情報などを用いてもよい。

先行車認識ＥＣＵ２０は、走行制御ＥＣＵ３０と通信回線で接続されている。先行車認識ＥＣＵ２０で認識された先行車の物体パラメータなどは、この通信回線を介して走行制御ＥＣＵ３０に出力される。

走行制御ＥＣＵ３０も、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ及び１２Ｖバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等により構成されている。なお、先行車認識ＥＣＵ２０および走行制御ＥＣＵ３０は、ハード的に一体化または一部を共有する構成とされていてもよい。走行制御ＥＣＵ３０には、各車輪に取り付けられたブレーキを作動させるホイールシリンダに供給される油圧を制御するブレーキアクチュエータ４０やエンジンに供給される空気量を制御する電子制御式スロットルバルブ４１などが接続されている。

走行制御ＥＣＵ３０は、先行車認識ＥＣＵ２０から入力された、先行車の有無および先行車の物体パラメータなどに基づいて、ブレーキアクチュエータ４０および電子制御式スロットルバルブ４１などを制御することにより、車両に付与される駆動力および制動力を調節して、定速制御、追従制御、緩加速／緩減速制御を実行する。

すなわち、先行車認識ＥＣＵ２０と走行制御ＥＣＵ３０とは、特許請求の範囲記載の走行制御手段として機能する。

次に、図２を参照して、ＡＣＣシステム１の動作について説明する。図２は、ＡＣＣシステム１による走行支援制御の処理手順を示すフローチャートである。この制御は、車両の電源がオンにされてからオフにされるまでの間、先行車認識ＥＣＵ２０および走行制御ＥＣＵ３０によって所定のタイミングで繰り返し実行される。

ステップＳ１００では、ミリ波レーダ１０から、物体の有無、物体と自車両との距離、相対速度および自車両からの横変位などのパラメータが読み込まれる。ステップＳ１０２では、移動判断演算部２１が、ステップＳ１００で読み込まれたミリ波レーダ１０の検出結果と、車速センサ１２によって検出された自車の車速とに基づいて物体の速度を算出し、物体が移動物体であるか静止物体であるかを判断する。ステップＳ１０４では、自車線確率演算部２２が、ステップＳ１００で読み込まれたミリ波レーダ１０の検出結果に基づいて、物体が自車線上にいる確率を算出する。

先行車認識部２４はステップＳ１０６において、物体が移動物体でない場合には処理をステップＳ１０８に進める。先行車認識部２４はステップＳ１０８において、当該物体について過去に近距離停止物フラグ＝ＯＮの履歴があるか否かを参照する。新規に検出された物体の場合は、近距離停止物フラグ＝ＯＮの履歴はないため、先行車認識部２４は処理をステップ１１０に進める。

先行車認識部２４はステップＳ１１０において、
（１）物体と自車との距離が閾値α（例えば５ｍ）以下であるか否か。
（２）補正横位置が閾値β（例えば１．３５ｍ）以下であるか否か。
（３）自車の速度が閾値γ（例えば５ｋｍ／ｈ）未満であるか否か。
の（１）〜（３）について判断し、（１）〜（３）を全て満たす場合には、ステップ１１２において当該物体の近距離停止物フラグを近距離停止物フラグ＝ＯＮとして、処理をステップＳ１１４に進める。

上述したステップＳ１０８において、当該物体について過去に近距離停止物フラグ＝ＯＮの履歴がある場合には、すでにミリ波レーダ１０によって検出された物体であるため、先行車認識部２４は処理をステップＳ１１６に進める。先行車認識部２４はステップＳ１１６において、ＡＣＣシステム１がＡＣＣ制御中であるか、物体と自車との距離が閾値δ（例えば、５ｍ）以下であるときは、引き続き当該物体の近距離停止物フラグを近距離停止物フラグ＝ＯＮとして（ステップＳ１１２）、処理をステップＳ１１４に進める。一方、先行車認識部２４はステップＳ１１６において、ＡＣＣシステム１がＡＣＣ制御中はなくかつ、物体と自車との距離が閾値δより大きいときは、当該物体の近距離停止物フラグを近距離停止物フラグ＝ＯＦＦとして（ステップＳ１１８）、当該物体を先行車候補とする対象から外す。

先行車認識部２４はステップＳ１１４において、近距離停止物フラグ＝ＯＮである物体について、ステップＳ１０４において算出した自車線確率が閾値ε（例えば８０％）以上である場合には、ステップＳ１２０において、当該物体を先行車候補とする。先行車認識部２４はステップＳ１２４において、ステップＳ１２０で先行車候補とした物体の内から先行車を選択する。走行制御ＥＣＵ３０が、先行車との距離および相対速度などに基づいて、ブレーキアクチュエータ４０および電子制御式スロットルバルブ４１を制御して、自車両を先行車に対して追従走行させる。

上述したステップＳ１０６において、当該物体が移動物体である場合には、先行車認識部２４は処理をステップ１１２に進める。先行車認識部２４はステップＳ１２２において、ステップＳ１０４で算出した自車線確率が閾値ζ（例えば７０％）以上である場合には、当該物体を先行車候補とする（ステップＳ１２０）。

本実施形態によれば、先行車認識部２４は、車速センサ１２が検出した車速が閾値γ以上である場合は、ミリ波レーダ１０が検出した物体の内、移動物体のみから先行車候補を選択するため、静止物体を先行車として追従走行することが有り得ない高速走行時には、静止物体を先行車候補から外し、誤認識、誤制御、誤警報等を減少させることができる。また、先行車認識部２４は、車速センサ１２が検出した車速が閾値γ未満である場合は、ミリ波レーダ１０が検出した物体の内、静止物体も含めて先行車候補を選択するため、静止物体を追従対象物体として追従走行する場合がある低速走行時には、静止物体も先行車候補に含めて先行車を選択し、自車を先行車に追従させつつ走行させることができ、利便性の拡大が図られる。

また、本実施形態によれば、先行車認識部２４は、静止物体から先行車候補を選択する場合に、静止物体と自車との距離が閾値以下であり、静止物体と自車との補正横位置が閾値以下であり、かつ静止物体が自車の車線上に存在する確率が閾値以上である場合にのみ、静止物体から先行車候補を選択するため、路側物等による誤認識、誤制御、誤警報等を一層減少させることができる。

さらに本実施形態によれば、先行車認識部２４は、一旦、近距離停止物フラグ＝ＯＮとした物体については、ＡＣＣシステム１がＡＣＣ制御を停止し、かつ当該物体と自車との距離が閾値δより大きい場合にのみ、近距離停止物フラグを近距離停止物フラグ＝ＯＦＦとし、近距離停止物フラグ＝ＯＮとした物体については、自車線確率が閾値ε未満の場合にのみ、先行車候補から外す。そのため、停止保持機能を備えたＡＣＣシステムにおいて、ＡＣＣ制御中に入った後に、物体が移動するか、先行車が移動物と認識できる車速以下の場合にも、自車線上からいなくならない限りは先行車として選択されるので、ＡＣＣ制御が停止することがなく、利便性が向上する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。本実施形態では走行支援装置の一例としてＡＣＣシステムを挙げたが、本発明に係る走行支援装置はＡＣＣシステムに限られない。例えば、障害物を検出して回避動作を支援する際の走行速度制御などに適用することもできる。また、走行速度制御の他に、操舵制御の支援量を調節することも好ましい。

また、車両に制動力を付与する際に、ブレーキ制御に加えて自動変速機のシフトダウン制御を行ってもよい。

さらに、上記実施形態では、移動判断演算部２１では、物体の速度から移動物体であるか静止物体であるか否かを識別しているが、本発明はこれに限定されず、過去の物体の位置と現在の物体の位置とを比較して移動物体であるか否かを判断したり、あるいは、過去に移動物体であると判断した物体については、その結果を記録しておき、その物体についてはその後は移動物体であると判断したりしても良い。

実施形態に係るＡＣＣシステムの構成を示すブロック図である。実施形態に係るＡＣＣシステムによる走行支援制御の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ＡＣＣシステム、１０…ミリ波レーダ、１２…車速センサ、１３…ヨーレートセンサ、１４…操舵角センサ、２０…先行車認識ＥＣＵ、２１…移動判断演算部、２２…自車線確率演算部、２３…補正横位置演算部、２４…先行車認識部、３０…走行制御ＥＣＵ、４０…ブレーキアクチュエータ、４１…電子制御式スロットルバルブ。

Claims

自車の周囲の物体を検出する物体検出手段と、
自車の車速を検出する車速検出手段と、
前記物体検出手段と前記車速検出手段との検出結果に基づいて、自車の周囲の物体から追従対象物体を選択し、自車を前記追従対象物体に追従させつつ走行させる走行制御手段と、
を備え、
前記走行制御手段は、
前記車速検出手段が検出した車速が閾値以上である場合は、前記物体検出手段が検出した前記物体の内、移動物体のみから前記追従対象物体を選択し、
前記車速検出手段が検出した車速が閾値未満である場合は、前記物体検出手段が検出した前記物体の内、移動物体および静止物体から前記追従対象物体を選択し、
前記物体検出手段が検出した前記物体と自車との距離が第１の閾値以下であり、前記物体検出手段が検出した前記物体と自車との横変位が閾値以下であり、かつ前記物体検出手段が検出した前記物体が自車の車線上に存在する確率が閾値以上である場合に、前記物体を前記静止物体として設定し、
前記静止物体として一旦設定した前記物体については、
前記走行制御手段が自車を前記追従対象物体に追従させつつ走行させる走行制御を中止し、且つ前記物体と自車との距離が第２の閾値を越えている場合にのみ、前記物体を前記静止物体としての設定から外し、
前記静止物体として一旦設定した前記物体であって、前記静止物体として設定され続けている前記物体については、
前記物体が自車の車線上に存在する確率が前記閾値未満である場合にのみ、前記物体を前記追従対象物体として選択する候補から外す、走行支援装置。