JP5056707B2

JP5056707B2 - 車速制御装置

Info

Publication number: JP5056707B2
Application number: JP2008256650A
Authority: JP
Inventors: 遼藤城
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2008-10-01
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-10-01
Also published as: JP2010083402A

Description

本発明は、目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置に関する。

車速制御装置では、車両の車速が目標車速になるように車両制御（スロットル制御、ブレーキ制御など）を行う。目標車速は、通常、運転者によって直線路を走行するときの希望の車速が設定される。しかし、コーナ（カーブ）やインターチェンジの退出路などでは、直線路を走行するときの車速（運転者による設定車速）では走行することができない場合があり、このような場合には目標車速を設定車速より低い車速に変更する必要がある。特許文献１に記載の装置では、運転者による設定車速（通常の目標車速）での定速走行中に、前方にコーナを検出した場合にはそのコーナを通過可能な目標車速を演算し、この目標車速に基づいて車速を制御する。
特開平７−１２５５６５号公報特開２００７−２５３８５８号公報

運転者による運転操作によってコーナを走行する場合には、安全性を重視して低速で走行する運転者もいれば、走行効率を重視して高速で走行する運転者もいる。しかし、上記の装置ではコーナ（道路形状）に適した目標車速に変更するため、全ての運転者に対して、同じ車速でコーナを走行することになる。そのため、運転者によってはコーナを走行する車速を速く感じたりあるいは遅く感じ、運転者の感覚と合わない場合がある。

そこで、本発明は、運転者の感覚に合った走行が可能な適切な目標車速に変更できる車速制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車速制御装置は、目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置であって、運転者による目標車速を設定する目標車速設定手段と、運転者の特性を推定する運転者特性推定手段と、走行中の道路形状を取得する道路形状取得手段と、道路形状取得手段で取得した前方の道路形状が目標車速設定手段で設定された設定目標車速で走行できない特殊な道路形状の場合に前方の道路形状に基づいて設定目標車速よりも低い基準目標車速を演算する基準目標車速演算手段と、運転者特性推定手段で推定した運転者の特性と基準目標車速演算手段で演算した基準目標車速に基づいて目標車速を変更する目標車速変更手段とを備え、運転者特性推定手段は、設定目標車速が基準目標車速より所定量以上高いかあるいは設定目標車速が基準目標車速より所定量以上低いかを判定することによって運転者の速度嗜好性を推定し、目標車速変更手段は、設定目標車速が基準目標車速より所定量以上高い場合には基準目標車速よりも高い目標車速に変更し、設定目標車速が基準目標車速より所定量以上低い場合には基準目標車速よりも低い目標車速に変更し、それ以外の場合には基準目標車速を目標車速にすることを特徴とする。また、本発明に係る車速制御装置は、目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置であって、車両の車速を検出する車速検出手段と、運転者による目標車速を設定する目標車速設定手段と、運転者の特性を推定する運転者特性推定手段と、走行中の道路形状を取得する道路形状取得手段と、道路形状取得手段で取得した前方の道路形状が目標車速設定手段で設定された設定目標車速で走行できない特殊な道路形状の場合に前方の道路形状に基づいて設定目標車速よりも低い基準目標車速を演算する基準目標車速演算手段と、運転者特性推定手段で推定した運転者の特性と基準目標車速演算手段で演算した基準目標車速に基づいて目標車速を変更する目標車速変更手段とを備え、運転者特性推定手段は、特殊な道路形状の場合に運転者による運転操作によって車両が走行中に車速検出手段で取得された車速の履歴の各車速と基準目標車速とをそれぞれ比較し、運転者が基準目標車速よりも高い車速で走行する傾向があるかあるいは運転者が基準目標車速よりも低い車速で走行する傾向があるかを判定することによって運転者の速度嗜好性を推定し、目標車速変更手段は、運転者が基準目標車速よりも高い車速で走行する傾向がある場合には基準目標車速よりも高い目標車速に変更し、運転者が基準目標車速よりも低い車速で走行する傾向がある場合には基準目標車速よりも低い目標車速に変更することを特徴とする。また、本発明に係る車速制御装置は、目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置であって、運転者による加速操作を検出する加速操作検出手段と、運転者による減速操作を検出する減速操作検出手段と、運転者による目標車速を設定する目標車速設定手段と、運転者の特性を推定する運転者特性推定手段と、走行中の道路形状を取得する道路形状取得手段と、道路形状取得手段で取得した前方の道路形状が目標車速設定手段で設定された設定目標車速で走行できない特殊な道路形状の場合に前方の道路形状に基づいて設定目標車速よりも低い基準目標車速を演算する基準目標車速演算手段と、運転者特性推定手段で推定した運転者の特性と基準目標車速演算手段で演算した基準目標車速に基づいて目標車速を変更する目標車速変更手段とを備え、運転者特性推定手段は、特殊な道路形状の場合に基準目標車速に基づく減速制御中に加速操作検出手段で検出された運転者による加速操作の履歴から得られた減速制御中の加速操作の回数と基準目標車速に基づく加速制御中に減速操作検出手段で検出された運転者による減速操作の履歴から得られた加速制御中の減速操作の回数とを比較し、減速制御中に運転者が加速操作を行う傾向があるかあるいは加速制御中に運転者が減速操作を行う傾向があるかを判定することによって運転者の速度嗜好性を推定し、目標車速変更手段は、減速制御中に運転者が加速操作を行う傾向がある場合には基準目標車速よりも高い目標車速に変更し、加速制御中に運転者が減速操作を行う傾向がある場合には基準目標車速よりも低い目標車速に変更することを特徴とする。

この車速制御装置では、運転者特性推定手段により運転者の速度嗜好を表すような特性を推定する。また、車速制御装置では、道路形状取得手段により道路形状を取得する。そして、車速制御装置では、目標車速変更手段により運転者の特性と道路形状に基づいて目標車速を変更し、この変更した目標車速になるように車両の車速を制御する。このように、車速制御装置では、道路形状に加えて運転者の特性を考慮して目標車速を変更することにより、運転者に応じた適切な目標車速を装置側で変更でき、様々な形状の道路において運転者の感覚に合った走行が可能である。

本発明の上記車速制御装置では、車両周辺の環境情報を取得する環境情報取得手段を備え、基準目標車速演算手段は、前方の道路形状に環境情報取得手段で取得した環境情報も加味して基準目標車速を演算すると好適である。

この車速制御装置では、環境情報取得手段により車速に影響を与えるような環境情報を取得する。そして、車速制御装置では、目標車速変更手段により運転者の特性と道路形状に環境情報を加えて目標車速を変更する。このように、車速制御装置では、環境情報も加味して目標車速を変更することにより、より適切な目標車速に変更できる。

この車速制御装置では、目標車速設定手段を利用して運転者が目標車速を設定する。運転者が目標車速を設定する場合、高い車速での走行を好む運転者は高い目標車速を設定し、低い車速での走行を好む運転者は低い目標車速を設定する。したがって、運転者による設定車速には、運転者の速度嗜好性が表れる。そこで、車速制御装置では、運転者特性推定手段より運転者による設定車速に基づいて運転者の特性を推定することにより、運転者の特性を高精度に推定できる。

この車速制御装置では、運転者による運転操作で走行しているときに、車速検出手段によって車速を検出し、実際の車速の履歴を取得しておく。運転者による運転操作で走行している場合には運転者自身が好む車速になるように加減速操作を行うので、運転者の運転操作で走行したときの実際の車速の履歴には、運転者の速度嗜好性が表れる。そこで、車速制御装置では、運転者特性推定手段より実際の車速の履歴に基づいて運転者の特性を推定することにより、運転者の特性を高精度に推定できる。

この車速制御装置では、装置側の車速制御で目標車速になるように減速しているときに、加速操作検出手段によって加速操作を検出し、その減速制御中の加速操作の履歴を取得しておく。また、車速制御装置では、装置側の車速制御で目標車速になるように加速しているときに、減速操作検出手段によって減速操作を検出し、その加速制御中の減速操作の履歴を取得しておく。減速制御中に運転者が加速操作を行った場合には運転者は装置側での車速よりも高い車速を望んでおり、加速制御中に運転者が減速操作を行った場合には運転者は装置側での車速よりも低い車速を望んでいる。したがって、このような装置側での加減速制御中の運転者による加減速操作の履歴には、運転者の速度嗜好性が表れる。そこで、車速制御装置では、運転者特性推定手段より加減速制御中の加減速操作の履歴に基づいて運転者の特性を推定することにより、運転者の特性を高精度に推定できる。

本発明は、道路形状に加えて運転者の特性を考慮して目標車速を変更することにより、運転者に応じた適切な目標車速を装置側で変更でき、様々な形状の道路において運転者の感覚に合った走行が可能である。

以下、図面を参照して、本発明に係る車速制御装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係る車速制御装置を、車両に搭載されるクルーズコントロール装置に適用する。本実施の形態に係るクルーズコントロール装置は、運転者のアクセル操作やブレーキ操作を支援するために、車速を制御して定速制御又は前方車両への追従制御を行う。

図１〜図３を参照して、本実施の形態に係るクルーズコントロール装置１について説明する。図１は、クルーズコントロール装置の構成図である。図２は、本実施の形態に係る目標車速生値を基準とした設定車速と目標車速との関係を示すマップの一例である。図３は、本実施の形態に係る目標車速生値を基準とした設定車速と目標車速との関係を示すマップの他の例である。

クルーズコントロール装置１では、前方車両が存在しない場合には目標車速（通常、運転者による設定車速）になるように定速制御し、前方車両が存在する場合には前方車両に対して所定の車間距離を保つように追従制御する。特に、クルーズコントロール装置１では、定速制御中に、目標車速を変更する必要があるような特殊な道路形状の場合には運転者の速度嗜好性に応じた目標車速に変更する。そのために、クルーズコントロール装置１は、ナビゲーション装置１０、カメラ１１、レーダセンサ１２、ヨーレートセンサ１３、勾配センサ１４、周辺光検知センサ１５、車速センサ１６、設定車速設定レバー１７、エンジンＥＣＵ[Electronic Control Unit]２０、ブレーキＥＣＵ２１及びＥＣＵ３０を備えている。

なお、本実施の形態では、ナビゲーション装置１０、カメラ１１、レーダセンサ１２、ヨーレートセンサ１３、勾配センサ１４及びＥＣＵ３０における処理が特許請求の範囲に記載する道路形状取得手段に相当し、周辺光検知センサ１５が特許請求の範囲に記載する環境情報取得手段に相当し、設定車速設定レバー１７が特許請求の範囲に記載する目標車速設定手段に相当し、車速センサ１６が特許請求の範囲に記載する車速検出手段に相当し、ＥＣＵ３０における各処理が特許請求の範囲に記載する運転者特性推定手段及び目標車速変更手段に相当する。

ナビゲーション装置１０は、車両の現在位置や進行方向を演算し、現在位置や進行方向を地図上に表示するとともに、運転者が設定した目的地までの経路を探索し、探索した経路に従って案内を行う装置である。そのために、ナビゲーション装置１０は、地図データベースを備えており、地図データベースには表示用、経路案内用などの地図情報が格納されている。地図情報には、道路情報などが含まれている。ナビゲーション装置１０では、現在位置情報とともにそれらの道路情報を含むナビ情報信号をＥＣＵ３０に送信する。

道路情報には、様々な情報が含まれており、ＥＣＵ３０ではカーブ情報や道路種別などの情報を利用する。カーブ情報としては、カーブの位置情報、カーブ半径などの情報を含んでいる。道路種別としては、自動車専用道路（本線、インタチェンジ、料金所など）、国道、県道、一般道幹線、一般道その他、細街路、その他である。

カメラ１１は、自車両前方（少なくとも道路を含む）を撮像するカメラであり、自車両の前方の中央に取り付けられる。カメラ１１では、自車両の前方を撮像し、その撮像画像を画像信号としてＥＣＵ３０に送信する。なお、カメラだけでなく、カメラで撮像した画像から道路形状や障害物などを検出する画像処理装置を含むカメラセンサでもよい。

レーダセンサ１２は、ミリ波などを利用して自車両前方の物体を検出するためのレーダであり、自車両の前端の中央に取り付けられる。レーダセンサ１２では、ミリ波などを水平面内でスキャンしながら送信し、反射波を受信する。そして、レーダセンサ１２では、その送受信データをレーダ信号としてＥＣＵ３０に送信する。

ヨーレートセンサ１３は、自車両に作用するヨーレートを検出するセンサである。ヨーレートセンサ１３では、ヨーレートを検出し、検出したヨーレートをヨーレート信号としてＥＣＵ３０に送信する。

勾配センサ１４は、自車両が走行中の道路の進行方向の勾配を検出するセンサである。勾配センサ１４では、道路の勾配を検出し、検出した道路勾配を道路勾配信号としてＥＣＵ３０に送信する。

周辺光検知センサ１５は、自車両の周辺の明るさを検知するセンサ（照度センサなど）である。周辺光検知センサ１５では、周辺の明るさを検知し、検知した明るさを明るさ信号としてＥＣＵ３０に送信する。

車速センサ１６は、自車両の車速を検出するセンサである。車速センサ１６では、検出した車速を車速信号としてＥＣＵ３０に送信する。

設定車速設定レバー１７は、運転者が定速走行用の車速を設定するためのレバーである。自車両が運転者の希望の車速で走行中のときに、運転者が設定車速設定レバー１７を操作することにより定速走行用の設定車速が設定される。この設定車速設定レバー１７で設定された設定車速情報は、設定車速信号としてＥＣＵ３０に送信される。ちなみに、運転者は、通常、直線路を走行するときの希望の車速を設定車速として設定している。

エンジンＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットであり、スロットル量を調節し、エンジンの駆動力を制御するＥＣＵである。エンジンＥＣＵ２０では、通常、運転者によるアクセル操作などに基づいて目標駆動力を設定し、目標駆動力に基づいてスロットルバルブの目標開度を設定し、その目標開度を示す開度制御信号をスロットルアクチュエータ（図示せず）に送信する。特に、エンジンＥＣＵ２０では、ＥＣＵ３０から目標駆動力信号を受信した場合、目標駆動力信号に示される目標駆動力に基づいて目標開度を設定する。スロットルアクチュエータでは、開度制御信号を受信すると、開度制御信号に示される目標開度に基づいてスロットルバルブの開度を変化させる。

ブレーキＥＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる電子制御ユニットであり、各車輪のホイールシリンダの油圧を調節し、ブレーキ力を制御するＥＣＵである。ブレーキＥＣＵ２１では、通常、運転者のブレーキ操作などに基づいて目標ブレーキ力を設定し、目標ブレーキ力に基づいて各車輪のホイールシリンダの目標油圧を設定し、その目標油圧を示す各油圧制御信号を各ホイールシリンダの油圧を変化させるブレーキアクチュエータ（図示せず）に対してそれぞれ送信する。特に、ブレーキＥＣＵ２１では、ＥＣＵ３０から目標ブレーキ力信号を受信した場合、目標ブレーキ力信号に示される目標ブレーキ力に基づいて各車輪のホイールシリンダの目標油圧をそれぞれ設定する。ブレーキアクチュエータでは、油圧制御信号を受信すると、油圧制御信号に示される目標油圧に基づいてホイールシリンダの油圧を変化させる。

ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる電子制御ユニットであり、クルーズコントロール装置１を統括制御する。ＥＣＵ３０では、運転者によるクルーズコントロール装置１に対するオン／オフ操作及びオン操作の場合には設定車速設定レバー１７からの設定車速信号を受信して設定車速を取り入れる。オン操作の場合には起動し、ＥＣＵ３０では、一定時間毎に、ナビゲーション装置１０からのナビ情報信号及び各センサ１１〜１６から各検出信号を受信する。そして、ＥＣＵ３０では、これらの信号に基づいて、目標車速決定機能、前方車両検出機能、追従制御機能、定速制御機能などを実行し、目標加速度を設定し、目標加速度に基づいてエンジンＥＣＵ２０、ブレーキＥＣＵ２１に制御信号を送信する。なお、目標加速度は、プラス値／マイナス値で表され、プラス値のときは加速制御（駆動力制御）であり、マイナス値（目標減速度に相当）ときは減速制御（ブレーキ力制御）である。

目標車速決定機能について説明する。ＥＣＵ３０では、ナビゲーション装置１０からの走行中の道路の情報、カメラ１１からの前方道路を含む撮像画像、レーダセンサ１２からのミリ波などの送受信データ、ヨーレートセンサ１３からの自車両のヨーレート、勾配センサ１４からの走行中の道路の勾配に基づいて、走行中の前方の道路の形状を複合的に判断する。この道路形状の判断方法としては、従来の方法を適用する。なお、道路形状を判断するために用いる情報としては、ここで挙げた各センサの情報の一部の情報だけを用いてもよいし、これら以外の他のセンサの情報を用いてもよいし、あるいは、路車間通信などを利用して車外から道路形状の情報を取得してもよい。

また、ＥＣＵ３０では、環境情報として周辺光検知センサ１５からの自車両周辺の明るさを取得する。この環境情報は、車両の車速に影響を与えるような環境情報である。

そして、ＥＣＵ３０では、前方の道路形状が特殊な道路形状か否かを判定する。車両が安全に走行するためには道路形状に応じて適した車速があり、道路形状は車速に大きな影響を与える。その中でも特殊な道路形状は、直線路などでの通常走行時よりも車速を低下させる必要のある道路形状であり、運転者による設定車速をそのまま目標車速とできないような道路形状である。特殊な道路形状としては、例えば、コーナ（カーブ）、インターチェンジの退出路である。

前方の道路形状が特殊な道路形状でないと判定した場合、ＥＣＵ３０では、設定車速設定レバー１７によって設定された運転者による設定車速を目標車速とする。

前方の道路形状が特殊な道路形状と判定した場合、ＥＣＵ３０では、道路形状と環境情報に基づいて目標車速生値を演算する。目標車速生値は、道路形状と環境情報に適した車速であり、目標車速の基準となる車速である。この目標車速生値の演算方法は、所定の演算式やマップなどを利用して演算し、実際の走行実験などによって演算式やマップなどを求めておく。例えば、カーブ半径が小さい道路ほど、道路の登り勾配が急なほど、周辺が暗いほど、目標車速生値を低くするような演算式やマップとする。

ＥＣＵ３０では、運転者の速度嗜好性を推定し、目標車速生値を基準として運転者の速度嗜好性に応じて運転者に適した目標車速を演算する。運転者の速度指向性を推定する方法としては、運転者による設定車速を利用する方法、運転者の運転操作による実際の車速の履歴を利用する方法、クルーズコントロール装置１での加減速制御中の運転者による加減速操作の履歴を利用する方法がある。

運転者による設定車速を利用する方法について説明する。この方法では、目標車速生値を基準として、運転者が高い設定車速を設定している場合には目標車速を高めに設定し、運転者が低い設定車速を設定している場合には目標車速を低めに設定する。ちなみに、運転者が目標車速を設定する場合、高い車速での走行を好む運転者は高い目標車速を設定しており、低い車速での走行を好む運転者は低い目標車速を設定している。したがって、運転者による設定車速には、運転者の速度嗜好性が表れる。ここでは、マップを利用して目標車速を設定する方法について説明する。

前方の道路形状が特殊な道路形状と判定した場合に目標車速生値を演算すると、ＥＣＵ３０では、目標車速生値を基準としてマップを設定する。そして、ＥＣＵ３０では、そのマップを用いて、運転者に設定車速に対応する目標車速を演算する。

図２、図３には、マップを判り易く表すために、横軸を運転者の設定車速、縦軸を目標車速として、マップを図形で示している。マップＭ１，Ｍ２は、設定車速に応じて目標車速が唯一決まる線で表される。マップＭ１，Ｍ２には、基準領域ＢＡ、増加領域ＩＡ、上限領域ＵＡ、減少領域ＤＡ、下限領域ＬＡがある。基準領域ＢＡは、目標車速生値を目標車速とする領域である。増加領域ＩＡは、基準領域ＢＡよりも高い設定車速側に設けられ、設定車速が高くなるのに従って目標車速を目標車速生値よりも徐々に高くする領域である。上限領域ＵＡは、増加領域ＩＡよりも高い設定車速側に設けられ、目標車速生値よりの所定量高い上限の車速を目標車速とする領域である。減少領域ＤＡは、基準領域ＢＡよりも低い設定車速側に設けられ、設定車速が低くなるのに従って目標車速を目標車速生値よりも徐々に低くする領域である。下限領域ＬＡは、減少領域ＤＡよりも低い設定車速側に設けられ、目標車速生値よりも所定量低い下限の車速を目標車速とする領域である。なお、基準領域ＢＡ、増加領域ＩＡ、上限領域ＵＡ、減少領域ＤＡ、下限領域ＬＡの横軸方向の各設定車速幅や上限領域ＵＡ、下限領域ＬＡの上下限を設定するための所定量は、実際の走行実験などによって予め設定される。

図２は、設定車速−目標車速の２次元平面での４５°の線Ｌ１を基準にし、基準領域ＢＡの縦軸方向の位置を目標車速生値に位置させ、基準領域ＢＡの横軸方向の中心位置を線Ｌ１上に位置させたマップＭ１である。マップＭ１では、目標車速での目標車速生値に対応する基準領域ＢＡの横軸方向の中心位置Ｐ１での車速が目標車速生値となるので、運転者の設定車速が目標車速生値よりもある程度高い場合に目標車速生値よりも高い目標車速が設定される。したがって、マップＭ１を用いた場合、高い車速を好む運転者に対して目標車速の落とし過ぎを防止できる。

図３は、設定車速−目標車速の２次元平面での４５°よりも小さい角度（例えば、３０°）の線Ｌ２を基準にし、基準領域ＢＡの縦軸方向の位置を目標車速生値に位置させ、基準領域ＢＡの横軸方向の中心位置を線Ｌ２上に位置させたマップＭ２である。マップＭ２では、目標車速での目標車速生値に対応する基準領域ＢＡの横軸方向の中心位置Ｐ２での車速が目標車速生値よりも高い車速となるので、運転者の設定車速がＰ２での車速よりもある程度高い場合に目標車速生値よりも高い目標車速が設定され、運転者の設定車速がＰ２での車速よりもある程度低い場合に目標車速生値よりも低い目標車速が設定される。したがって、マップＭ２を用いた場合、高い車速を好む運転者に対しては目標車速生値よりも高い目標車速を設定でき、低い車速を好む運転者に対しては目標車速生値よりも低い目標車速を設定できる。なお、基準となる線の角度は、適宜の角度が設定可能であり、走行実験などによって予め設定される。

運転者の運転操作による実際の車速の履歴を利用する方法について説明する。この方法では、運転者による運転操作で走行する場合の実際の車速の履歴から、運転者が目標車速生値より高い車速で走行する傾向がある場合には目標車速を高めに設定し、運転者が目標車速生値より低い車速で走行する傾向がある場合には目標車速を低めに設定する。ちなみに、運転者による運転操作で走行している場合、運転者は、自身が好む車速になるように加減速操作を行う。したがって、運転者の運転操作で走行したときの実際の車速の履歴には、運転者の速度嗜好性が表れる。ここでは、演算式を利用して目標車速を設定する方法について説明する。なお、車速の履歴を収集する際の道路形状としては、特殊な道路形状だけを対象としてもよいし、あるいは、全ての道路形状を対象としてもよい。

運転者の運転操作で走行中に所定の道路形状の道路を走行する毎に、ＥＣＵ３０では、走行中に車速センサ１６で検出された実際の車速を記憶するとともに、その道路形状や環境情報に適した目標車速生値を記憶する。ここでは、少なくともｎ回走行した分のデータを収集する。

過去ｎ回分のデータを収集すると、ＥＣＵ３０では、１回分のデータ毎に、車速差Ｖｅ＝実際の車速−目標車速生値を演算する。さらに、ＥＣＵ３０では、ｎ回分の車速差Ｖｅの平均値Ｖｅ＿ａｖｅを演算する。平均値Ｖｅ＿ａｖｅがプラス値の場合には運転者は高い車速を好み、マイナス値の場合には運転者は低い車速を好む。なお、平均値Ｖｅ＿ａｖｅについては１回だけ求めてもよいし、車速の履歴が収集される毎に更新してもよい。回数ｎについては、適宜の回数が設定され、値が大きいほど精度の高い平均値Ｖｅ＿ａｖｅを求めることができる。したがって、車速の履歴が収集される毎に回数ｎを大きくしてもよい。

平均値Ｖｅ＿ａｖｅを求めた後に、前方の道路形状が特殊な道路形状と判定した場合に目標車速生値を演算すると、ＥＣＵ３０では、目標車速＝目標車速生値＋平均値Ｖｅ＿ａｖｅを演算する。

加減速制御中の運転者による加減速操作の履歴を利用する方法について説明する。この方法では、クルーズコントロール装置１で目標車速生値になるように減速している場合に運転者によるアクセル操作の履歴と目標車速生値になるように加速している場合に運転者によるブレーキ操作の履歴から、減速制御中に運転者がアクセル操作を行う傾向がある場合には目標車速を高めに設定し、加速制御中に運転者がブレーキ操作を行う傾向がある場合には目標車速を低めに設定する。ちなみに、クルーズコントロール装置１で減速制御中に運転者がアクセル操作を行った場合には運転者は制御による車速よりも高い車速を望んでおり、加速制御中に運転者がブレーキ操作を行った場合には運転者は制御による車速よりも低い車速を望んでいる。したがって、このような加減速制御中の運転者によるアクセル操作やブレーキ操作の履歴には、運転者の速度嗜好性が表れる。ここでは、演算式を利用して目標車速を設定する方法について説明する。なお、加減速操作の履歴を収集する際の道路形状としては、特殊な道路形状だけを対象としてもよいし、あるいは、全ての道路形状を対象としてもよい。

車速制御中に所定の道路形状の道路を走行する毎に、ＥＣＵ３０では、その道路形状や環境情報に適した目標車速生値になるように減速制御を行っている場合、アクセルペダルセンサ（図示せず）からのアクセルペダルの踏み込み量などに基づいてアクセルペダルが踏み込まれたか否かを判定し、アクセルペダルが踏み込まれたか否かの判定結果を記憶するとともに、その目標車速生値を記憶する。また、車速制御中に所定の道路形状の道路を走行する毎に、ＥＣＵ３０では、その道路形状や環境情報に適した目標車速生値になるように加速制御を行っている場合、ブレーキペダルセンサ（図示せず）からのブレーキペダルの踏み込み量などに基づいてブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判定し、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かの判定結果を記憶するとともに、その目標車速生値を記憶する。ここでは、減速制御を行っている場合の少なくともｎ／２回走行した分のデータを収集するとともに、加速制御を行っている場合の少なくともｎ／２回走行した分のデータを収集する。なお、本実施の形態では、アクセルペダルセンサが特許請求の範囲に記載する加速操作検出手段に相当し、ブレーキペダルセンサが特許請求の範囲に記載する減速操作検出手段に相当する。

減速制御中と加速制御中とを合わせて過去ｎ回分のデータを収集すると、ＥＣＵ３０では、減速制御中にアクセルペダルを踏んだ回数ｘをカウントするとともに、加速制御中にブレーキペダルを踏んだ回数ｙをカウントする。回数ｘが多い場合には運転者は高い車速を好み、回数ｙが多い場合には運転者は低い車速を好む。なお、回数ｘ，ｙについては１回だけ求めてもよいし、加減速操作の履歴が収集される毎に更新してもよい。回数ｎについては、上記と同様に、適宜の回数が設定される。

回数ｘ，ｙを求めた後に、前方の道路形状が特殊な道路形状と判定した場合に目標車速生値を演算すると、ＥＣＵ３０では、目標車速＝目標車速生値＋Ｖｃ×（ｘ−ｙ）／ｎを演算する。Ｖｃは、目標車速生値を基準として目標車速を設定する際の上下限を決めるための速度幅（一定値）であり、走行実験などによって予め設定される。

前方車両検出機能について説明する。ＥＣＵ３０では、レーダセンサ１２からのミリ波などの送受信データに基づいて、自車両と同一車線を走行している前方車両の有無を判定するとともに前方車両が存在する場合にはその車両との車間距離や相対速度などを演算する。この際、ヨーレート、地図情報などから自車の走行方向を推定し、自車の走行方向も考慮して前方車両の有無を判定する。前方車両は、少なくともレーダセンサ１２で検出可能な範囲内に存在する車両であり、目標車速決定機能で決定している目標車速よりも低速で走行している車両である。

追従制御機能について説明する。前方車両検出機能で前方車両を検出した場合、まず、ＥＣＵ３０では、車速センサ１６からの自車両の車速などに基づいて最適な目標車間距離を演算する。目標車間距離は、運転者によって設定されてもよい。そして、ＥＣＵ３０では、自車両の車速及び前方車両との車間距離や相対速度などを用いて、前方車両との車間距離と目標車間距離との差に基づいて、前方車両との車間距離が目標車間距離になるために必要な目標加速度を演算する。そして、ＥＣＵ３０では、自車両の加速度が目標加速度になるように、目標加速度がプラス値の場合には目標駆動力を演算し、目標加速度がマイナス値の場合には目標ブレーキ力を演算する。目標駆動力の場合、ＥＣＵ３０では、その目標駆動力を示す目標駆動力信号をエンジンＥＣＵ２０に送信する。目標ブレーキ力の場合、ＥＣＵ３０では、その目標ブレーキ力を示す目標ブレーキ力信号をブレーキＥＣＵ２１に送信する。

定速制御機能について説明する。前方車両検出機能で前方車両を検出していない場合、まず、ＥＣＵ３０では、車速センサ１６からの自車両の車速を用いて、自車両の車速と目標車速決定機能で決定された目標車速との差に基づいて、自車両の車速が目標車速になるために必要な目標加速度を演算する。そして、ＥＣＵ３０では、上記と同様に、目標加速度から目標駆動力又は目標ブレーキ力を演算し、目標駆動力を示す目標駆動力信号をエンジンＥＣＵ２０に送信又は目標ブレーキ力を示す目標ブレーキ力信号をブレーキＥＣＵ２１に送信する。

図１〜図３を参照して、クルーズコントロール装置１における動作について説明する。特に、ＥＣＵ３０における目標車速決定機能について図４のフローチャートに沿って説明する。図４は、図１のＥＣＵにおける目標車速決定機能の流れを示すフローチャートである。なお、ここでの動作説明では、特殊な道路形状の場合には運転者によって設定された設定車速を利用して目標車速を決定する方法で説明する。

ナビゲーション装置１０では、一定時間毎に、現在位置などを演算し、現在位置情報と道路情報などからなるナビ情報信号をＥＣＵ３０に送信している。ＥＣＵ３０では、ナビ情報信号を受信する。

カメラ１１では、一定時間毎に、自車両の前方を撮像し、その撮像画像を画像信号としてＥＣＵ３０に送信している。レーダセンサ１２では、一定時間毎に、ミリ波などを送受信し、その送受信データをレーダ信号としてＥＣＵ３０に送信している。ヨーレートセンサ１３では、一定時間毎に、ヨーレートを検出し、そのヨーレートをヨーレート信号としてＥＣＵ３０に送信している。勾配センサ１４では、一定時間毎に、道路勾配を検出し、その道路勾配を道路勾配信号としてＥＣＵ３０に送信している。周辺光検知センサ１５では、一定時間毎に、周辺の明るさを検知し、その明るさを明るさ信号としてＥＣＵ３０に送信している。車速センサ１６では、一定時間毎に、車速を検出し、その車速を車速信号としてＥＣＵ３０に送信している。ＥＣＵ３０では、これらの各センサ１１〜１６からの各信号を受信する。

運転者が設定車速設定レバー１７を操作して定速走行用の希望の車速を設定すると、その設定車速を示す設定車速信号がＥＣＵ３０に送信される。ＥＣＵ３０では、この設定車速設定レバー１７からの設定車速信号を受信する。

一定時間毎に、ＥＣＵ３０では、ナビ情報信号、画像信号、レーダ信号、ヨーレート信号、道路勾配信号に基づいて、走行中の前方の道路の形状を判断する（Ｓ１０）。また、ＥＣＵ３０では、明るさ信号により、環境情報を取得する（Ｓ１１）。また、ＥＣＵ３０では、設定車速信号により、運転者が設定した設定車速を取得する（Ｓ１２）。

ＥＣＵ３０では、走行中の前方の道路形状が特殊な道路形状か否かを判定する（Ｓ１３）。Ｓ１３にて特殊な道路形状と判定した場合、ＥＣＵ３０では、道路形状と環境情報に適した目標車速生値を演算する（Ｓ１４）。そして、ＥＣＵ３０では、その目標車速生値を基準としたマップを設定する（Ｓ１５）。さらに、ＥＣＵ３０では、そのマップを用いて、運転者による設定車速に応じた目標車速を演算する（Ｓ１５）。一方、Ｓ１３にて特殊な道路形状でないと判定した場合、ＥＣＵ３０では、運転者による設定車速を目標車速として設定する（Ｓ１６）。

一定時間毎に、ＥＣＵ３０では、レーダ信号に基づいて、前方車両の有無を判定するとともに、前方車両が存在する場合には前方車両の車間距離、相対速度などを演算する。

前方車両が存在する場合、追従制御により、ＥＣＵ３０では、一定時間毎に、前方車両との車間距離が目標車間距離となるために必要な目標加速度を演算する。目標加速度がプラス値の場合、ＥＣＵ３０では、目標加速度に基づいて目標駆動力を演算し、目標駆動力を示す目標駆動力信号をエンジンＥＣＵ２０に送信する。この目標駆動力信号を受信すると、エンジンＥＣＵ２０では、目標駆動力になるようにスロットルアクチュエータを制御し、スロットルアクチュエータによってスロットルバルブの開度を調整する。すると、自車両は、目標駆動力に相当する駆動力が発生し、加速する。一方、目標加速度がマイナス値の場合、ＥＣＵ３０では、目標加速度（目標減速度）に基づいて目標ブレーキ力を演算し、目標ブレーキ力を示す目標ブレーキ信号をブレーキＥＣＵ２１に送信する。この目標ブレーキ信号を受信すると、ブレーキＥＣＵ２１では、目標ブレーキ力になるように各車輪のブレーキアクチュエータを制御し、各ブレーキアクチュエータによって各車輪のホイールシリンダの油圧を調整する。すると、自車両は、目標ブレーキ力に相当するブレーキ力が発生し、減速する。このような加減速によって、自車両では、前方車両との車間距離が目標車間距離になるように調整される。

前方車両が存在しない場合、定速制御により、ＥＣＵ３０では、一定時間毎に、車速信号から取得した自車両の車速が目標車速となるために必要な目標加速度を演算する。この目標加速度に基づいて、ＥＣＵ３０、エンジンＥＣＵ２０（スロットルアクチュエータ）、ブレーキＥＣＵ２１（ブレーキアクチュエータ）において上記した追従制御と同様の動作が行われる。これによって、自車両では、車速が目標車速になるように調整される。

このクルーズコントロール装置１によれば、制御中に運転者による設定車速で走行できないような特殊な道路形状の道路を走行する場合でも、運転者の速度嗜好性を推定し、その速度嗜好性を反映した目標車速に自動で変更できるので、運転者の感覚に合った走行が可能である。

クルーズコントロール装置１では、道路形状と環境情報に基づいて目標車速生値を求め、目標車速生値を基準として目標車速を変更するので、様々な道路形状や環境情報に適した目標車速に変更できる。

クルーズコントロール装置１では、運転者による設定車速、運転者の運転操作による実際の車速の履歴あるいは加減速制御中の運転者による加減速操作の履歴を利用することにより、運転者の速度嗜好性を高精度に推定でき、運転者に合った適切な目標車速に変更できる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態ではクルーズコントロール装置に適用したが、目標車速で車速を制御するものであれば他の車速制御装置や自動運転車にも適用可能である。

また、本実施の形態では運転者によって設定車速が設定されている場合に適用したが、運転者によって設定車速が設定されていない場合でも装置側で道路形状及び運転者の速度嗜好性などに応じて適切な目標車速を決定することもできる。つまり、運転者によってクルーズコントロール装置が起動されると、道路形状に関係なく、走行する全ての区間において装置側で適切な目標車速を決定する。この場合、運転者の運転操作による実際の車速の履歴や加減速制御中の運転者による加減速操作の履歴によって、運転者の速度嗜好性を推定する。

また、本実施の形態では運転者によって設定された設定車速、運転者の運転操作による実際の車速の履歴、加減速制御中の運転者による加減速操作の履歴に基づいて運転者の特性（速度嗜好性）を推定したが、他の方法によって運転者の特性を推定してもよい。他の方法としては、例えば、運転者の顔周辺を撮像し、その撮像画像から運転者の性別や年齢などを判断し、性別や年齢などから運転者の速度嗜好性を推定する。

また、本実施の形態では運転者によって設定された設定車速に基づいて運転者の特性を推定する場合には基準領域、増加領域、上限領域、減少領域、下限領域を有するマップを利用したが、マップの形状については他の形状でもよく、また、マップを利用せずに、設定車速をパラメータとした推定式などを利用してもよい。

また、本実施の形態では道路形状と環境情報に適した目標車速生値を求めたが、少なくとも道路形状に適した目標車速生値ならよい。

また、本実施の形態では特殊な道路形状としてコーナ、インターチェンジの退出路を示したが、通常走行時よりも車速を低下させる必要がある道路形状であるなら、他の道路形状にも適用可能である。例えば、料金所がある。

また、本実施の形態では環境情報として周辺の明るさを示したが、車速に影響を与えるような環境情報であるなら、他の環境情報にも適用可能である。例えば、路面摩擦係数、障害物がある。

本実施の形態に係るクルーズコントロール装置の構成図である。本実施の形態に係る目標車速生値を基準とした設定車速と目標車速との関係を示すマップの一例である。本実施の形態に係る目標車速生値を基準とした設定車速と目標車速との関係を示すマップの他の例である。図１のＥＣＵにおける目標車速決定機能の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１…クルーズコントロール装置、１０…ナビゲーション装置、１１…カメラ、１２…レーダセンサ、１３…ヨーレートセンサ、１４…勾配センサ、１５…周辺光検知センサ、１６…車速センサ、１７…設定車速設定レバー、２０…エンジンＥＣＵ、２１…ブレーキＥＣＵ、３０…ＥＣＵ

Claims

目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置であって、
運転者による目標車速を設定する目標車速設定手段と、
運転者の特性を推定する運転者特性推定手段と、
走行中の道路形状を取得する道路形状取得手段と、
前記道路形状取得手段で取得した前方の道路形状が前記目標車速設定手段で設定された設定目標車速で走行できない特殊な道路形状の場合に前記前方の道路形状に基づいて前記設定目標車速よりも低い基準目標車速を演算する基準目標車速演算手段と、
前記運転者特性推定手段で推定した運転者の特性と前記基準目標車速演算手段で演算した基準目標車速に基づいて目標車速を変更する目標車速変更手段と
を備え、
前記運転者特性推定手段は、前記設定目標車速が前記基準目標車速より所定量以上高いかあるいは前記設定目標車速が前記基準目標車速より所定量以上低いかを判定することによって運転者の速度嗜好性を推定し、
前記目標車速変更手段は、前記設定目標車速が前記基準目標車速より所定量以上高い場合には前記基準目標車速よりも高い目標車速に変更し、前記設定目標車速が前記基準目標車速より所定量以上低い場合には前記基準目標車速よりも低い目標車速に変更し、それ以外の場合には前記基準目標車速を目標車速にすることを特徴とする車速制御装置。
目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置であって、
車両の車速を検出する車速検出手段と、
運転者による目標車速を設定する目標車速設定手段と、
運転者の特性を推定する運転者特性推定手段と、
走行中の道路形状を取得する道路形状取得手段と、
前記道路形状取得手段で取得した前方の道路形状が前記目標車速設定手段で設定された設定目標車速で走行できない特殊な道路形状の場合に前記前方の道路形状に基づいて前記設定目標車速よりも低い基準目標車速を演算する基準目標車速演算手段と、
前記運転者特性推定手段で推定した運転者の特性と前記基準目標車速演算手段で演算した基準目標車速に基づいて目標車速を変更する目標車速変更手段と
を備え、
前記運転者特性推定手段は、前記特殊な道路形状の場合に運転者による運転操作によって車両が走行中に前記車速検出手段で取得された車速の履歴の各車速と前記基準目標車速とをそれぞれ比較し、運転者が前記基準目標車速よりも高い車速で走行する傾向があるかあるいは運転者が前記基準目標車速よりも低い車速で走行する傾向があるかを判定することによって運転者の速度嗜好性を推定し、
前記目標車速変更手段は、運転者が前記基準目標車速よりも高い車速で走行する傾向がある場合には前記基準目標車速よりも高い目標車速に変更し、運転者が前記基準目標車速よりも低い車速で走行する傾向がある場合には前記基準目標車速よりも低い目標車速に変更することを特徴とする車速制御装置。
目標車速に基づいて車両の車速を制御する車速制御装置であって、
運転者による加速操作を検出する加速操作検出手段と、
運転者による減速操作を検出する減速操作検出手段と、
運転者による目標車速を設定する目標車速設定手段と、
運転者の特性を推定する運転者特性推定手段と、
走行中の道路形状を取得する道路形状取得手段と、
前記道路形状取得手段で取得した前方の道路形状が前記目標車速設定手段で設定された設定目標車速で走行できない特殊な道路形状の場合に前記前方の道路形状に基づいて前記設定目標車速よりも低い基準目標車速を演算する基準目標車速演算手段と、
前記運転者特性推定手段で推定した運転者の特性と前記基準目標車速演算手段で演算した基準目標車速に基づいて目標車速を変更する目標車速変更手段と
を備え、
前記運転者特性推定手段は、前記特殊な道路形状の場合に前記基準目標車速に基づく減速制御中に前記加速操作検出手段で検出された運転者による加速操作の履歴から得られた減速制御中の加速操作の回数と前記基準目標車速に基づく加速制御中に前記減速操作検出手段で検出された運転者による減速操作の履歴から得られた加速制御中の減速操作の回数とを比較し、前記減速制御中に運転者が加速操作を行う傾向があるかあるいは前記加速制御中に運転者が減速操作を行う傾向があるかを判定することによって運転者の速度嗜好性を推定し、
前記目標車速変更手段は、前記減速制御中に運転者が加速操作を行う傾向がある場合には前記基準目標車速よりも高い目標車速に変更し、前記加速制御中に運転者が減速操作を行う傾向がある場合には前記基準目標車速よりも低い目標車速に変更することを特徴とする車速制御装置。
車両周辺の環境情報を取得する環境情報取得手段を備え、
前記基準目標車速演算手段は、前記前方の道路形状に前記環境情報取得手段で取得した環境情報も加味して基準目標車速を演算することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する車速制御装置。