JP6380920B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に係り、特に、車両の安全走行を支援する車両制御装置に関する。

従来、レーンキープアシストシステムやオートクルーズシステムを含む複数の安全運転支援システムが車両に搭載されている。これらのシステムでは、それぞれ自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等が用いられる。したがって、それぞれのシステムからそれぞれ自動ブレーキ制御を行うためのブレーキ要求信号、及び、操舵アシスト制御を行うための操舵要求信号が出される場合がある。例えば、異なるシステムからそれぞれ異なるタイミングでブレーキ要求信号が出される場合がある。このような場合、複数の要求信号から１つの要求信号が優先されることになる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−５１５４７号公報

しかしながら、将来的にさらに安全運転支援システムが複雑化すると、単に１つの要求信号を優先させるだけでは、安全運転支援システムが全体として効率的に機能しなくなるおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、安全運転支援のための車両制御を効率的に実行可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両に搭載される車両制御装置であって、車両の走行車線上前方にある停止車両を検知し、停止車両に対する車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、車両の隣接車線上の車両の走行状況を検出し、隣接車線上の車両の走行状況と、停止車両の速度分布領域とに基づいて、停止車両との接触を回避する回避制御を実行するように構成されており、速度分布領域は、停止車両からの距離が小さくなるほど、停止車両に対する車両の相対速度の許容上限値が小さくなるように、複数のゼロよりも大きい相対速度を含んで設定されるとともに、速度分布領域の一部は、隣接車線上にも設定される、ことを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、隣接車線上の車両の走行状況と停止車両の速度分布領域とに基づいて回避制御を実行するように構成されているので、例えば隣接車線上の車両の走行状況及び停止車両の速度分布領域に応じて、例えば車線変更が可能であれば車線変更する、不可能であれば停止車両に対して安全な距離及び速度を保って走行車線を維持する等の回避制御が実行される。したがって、停止車両から安全な距離と速度を保って回避制御を行うことができ、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。

本発明において、好ましくは、前方を走行する先行車両に追従走行するように更に制御し、先行車両が隣接車線へ車線変更を行った際に前記停止車両の検知、前記速度分布領域の設定、前記隣接車線上の車両の走行状況の検出、及び回避制御の実行を行うように構成されている。
このように構成された本発明によれば、追従している先行車両が隣接車線へ車線変更を行う場合、走行していた車線前方に停止車両がある可能性がある。したがって、そのような場合に停止車両の検知、速度分布領域の設定、及び隣接車線上の車両の走行状況の検出を行い、これらに基づいて回避制御を行うことにより、確実且つ効率的な安全運転支援システムを提供することができる。

本発明において、好ましくは、隣接車線上の車両の走行状況は、隣接車線上で車両の後方側または側方側を走行する後側方車両の有無を含み、後側方車両がある場合には、回避制御において、車両の走行車線を維持したまま速度分布領域に基づいて車両の速度が変更される。
このように構成された本発明によれば、隣接車線上に後側方車両がある場合には、車両は隣接車線へ車線変更することが難しい。そこで、車両制御装置は、車両の走行車線を維持したまま、停止車両の速度分布領域に基づいて車両の速度を変更する。よって、無理な車線変更を防止しつつ停止車両に対して安全な距離及び速度を保って走行することができる。

本発明において、好ましくは、隣接車線上の車両の走行状況は、隣接車線上で車両の後方側または側方側を走行する後側方車両の有無と、隣接車線上での車両の前方側を走行する前方車両の有無と、を含み、後側方車両及び前方車両がない場合には、回避制御において、速度分布領域に基づいて車両の走行車線が隣接車線に変更される。
このように構成された本発明によれば、隣接車線上に後側方車両及び前方車両がない場合には、車両が車線変更するためのスペースが確保されていると判断し、車両制御装置は、車両の車線変更を行う。このとき、車線変更は、停止車両の速度分布領域に基づいて行われるので、停止車両に対して安全な距離及び速度を保って車線変更することができる。

本発明において、好ましくは、隣接車線上の車両の走行状況は、隣接車線上で車両の後方側または側方側を走行する後側方車両の有無と、隣接車線上での車両の前方側を走行する前方車両の有無と、を含み、後側方車両はないが前方車両がある場合には、回避制御において、速度分布領域に基づいて前方車両の後側において車両の走行車線が隣接車線に変更される。
このように構成された本発明によれば、隣接車線上に後側方車両はないが前方車両がある場合には、前方車両の前方において車線変更を行うことは難しい。そこで、車両制御装置は、前方車両の後方において車線変更を行う。このとき、車線変更は、停止車両の速度分布領域に基づいて行われるので、停止車両に対して安全な距離及び速度を保って車線変更することができる。

本発明において、好ましくは、回避制御において、速度分布領域内における車両の相対速度が許容上限値を超えないように車両の速度及び／又は操舵方向が変更される。
このように構成された本発明によれば、車両の相対速度が、速度分布領域に設定された許容上限値を超えないようにするため、車両の速度自体を変更（減速）するように構成するか、より大きな許容上限値を有するエリアを通過するように操舵方向の変更により走行経路を変更するように構成するか、速度と操舵方向の両方を変更するように構成することができる。

本発明において、好ましくは、回避制御において、速度分布領域に基づいて車両の経路が算出される。
このように構成された本発明によれば、停車車両との関係において、安全な経路で車両を走行させることができる。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、停止車両からの横方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定される。
このように構成された本発明によれば、停止車両からの横方向距離が小さいほど相対速度の許容上限値が低下するように速度分布領域が設定されるので、車両が停止車両から離れた状態で停止車両とすれ違う場合には、大きな相対速度が許容されるが、車両が停止車両と接近した状態で停止車両とすれ違う場合には、小さな相対速度となるように車両速度が制限される。このように、本発明では、停止車両からの距離に応じて車両の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されているので、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、停止車両からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように、停止車両の横方向領域から後方領域に対しても更に設定される。
このように構成された本発明によれば、車両が停止車両の後方や停止車両の斜め後方を走行中においても、停止車両の横を通過する場合の上述の制御規則を拡張して適用することにより、相対速度の許容上限値が設定される。これにより、本発明では、停止車両の後方や斜め後方を車両が走行中においても、安全な相対速度が保持されると共に、簡易且つ効率的な制御が可能である。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、停止車両から所定の安全距離だけ離れた位置において、許容上限値がゼロとなるように設定される。
このように構成された本発明によれば、車両は停止車両に対して安全距離だけ離れた位置までしか近づけないように構成されている。これにより、本発明では、例えば停止車両が急に発車する等、停止車両が車両へ接近する方向に移動した場合であっても、車両と停止車両との接触を防止することができる。

本発明によれば、安全運転支援のための車両制御を効率的に実行可能な車両制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態による車両制御システムの構成図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの対象車に対する相対速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの通常走行時において先行車両に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの通常走行時の作用の説明図である。 本発明の実施形態による通常走行時の車両制御装置の処理フローである。 本発明の実施形態による自動追従モード時の車両制御装置の処理フローである。 本発明の実施形態による自動追従モード時の車両制御装置の作用の説明図である。 本発明の実施形態による自動追従モード時の車両制御装置の作用の説明図である。 本発明の実施形態による自動追従モード時の車両制御装置の作用の説明図である。 本発明の実施形態による自動追従モード時の車両制御装置の作用の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両制御システムについて説明する。先ず、図１を参照して、車両制御システムの構成について説明する。図１は、車両制御システムの構成図である。

図１に示すように、車両制御システム１００は、車両１（図３参照）に搭載されており、車両制御装置（ＥＣＵ）１０と、複数のセンサと、複数の制御システムとを備えている。複数のセンサには、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車速センサ２３，測位システム２４，ナビゲーションシステム２５が含まれる。また、複数の制御システムには、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３が含まれる。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ，各種プログラムを記憶するメモリ，入出力装置等を備えたコンピュータにより構成される。ＥＣＵ１０は、複数のセンサから受け取った信号に基づき、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３に対して、それぞれエンジンシステム，ブレーキシステム，ステアリングシステムを適宜に作動させるための要求信号を出力可能に構成されている。このため、ＥＣＵ１０は、機能的に、データ取得部と、対象物検知部と、位置及び相対速度算出部と、速度分布領域設定部と、経路算出部と、回避制御実行部とを備えている。

車載カメラ２１は、車両１の周囲を撮像し、撮像した画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、画像データに基づいて対象物（例えば、先行車）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、画像データから対象物の進行方向又は前後方向を特定することができる。

ミリ波レーダ２２は、対象物の位置及び速度を測定する測定装置であり、車両１の前方へ向けて電波（送信波）を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、ミリ波レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、ミリ波レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定するように構成してもよい。また、複数のセンサを用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。

車速センサ２３は、車両１の絶対速度を算出する。
測位システム２４は、ＧＰＳシステム及び／又はジャイロシステムであり、車両１の位置（現在車両位置情報）を算出する。
ナビゲーションシステム２５は、内部に地図情報を格納しており、ＥＣＵ１０へ地図情報を提供することができる。ＥＣＵ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両１の周囲（特に、進行方向前方）に存在する道路、交通信号、建造物等を特定する。また、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データからは特定しにくい崖，溝，穴等を、地図情報に基づいて特定してもよい。地図情報は、ＥＣＵ１０内に格納されていてもよい。

エンジン制御システム３１は、車両１のエンジンを制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力の変更を要求するエンジン出力変更要求信号を出力する。

ブレーキ制御システム３２は、車両１のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、車両１への制動力の発生を要求するブレーキ要求信号を出力する。

ステアリング制御システム３３は、車両１のステアリング装置を制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向の変更を要求する操舵方向変更要求信号を出力する。

次に、本実施形態の車両制御システム１００の速度制御について説明する。
一般に、道路上又は道路付近の対象物（例えば、先行車、駐車車両、ガードレール等）に追いつくときや、これとすれ違うとき（又は追い抜くとき）、走行車両の運転者は、進行方向に対して、車両と対象物との間に所定の距離又は間隔を保ち、且つ、減速する。具体的には、先行車が急に進路変更したり、道路の死角から歩行車が出てきたり、駐車車両のドアが開いたりするといった危険を回避するため、対象物との距離が小さいほど、対象物に対する相対速度は小さくされる。

また、一般に、後方から先行車等の対象物に近づいているとき、走行車の運転者は、進行方向に沿った車間距離（縦方向距離）に応じて速度（相対速度）を調整する。具体的には、車間距離が大きいときは、接近速度（相対速度）が大きく維持されるが、車間距離が小さくなると、接近速度は低速にされる。そして、所定の車間距離で走行車両と対象物との間の相対速度はゼロとなる。これは、対象物が先行車である場合に限らず、駐車車両、ガードレール等であっても同様である。

このように、運転者は、対象物と車両との間の距離（横方向距離及び縦方向距離を含む）と相対速度との関係を考慮しながら、危険を回避するように車両を運転している。

図２は、本実施形態の車両制御システム１００の対象物に対する相対速度の許容上限値と対象物に対する距離（クリアランス）との関係を示す説明図である。図２に示すように、車両１がある絶対速度で走行するときにおいて、対象物に対して設定される許容上限値Ｖｌｉｍは、対象物との距離ＸがＤ０（安全距離）までは０（ゼロ）ｋｍ／ｈであり、Ｄ０以上で２次関数的に増加する（Ｖｌｉｍ＝ｋ（Ｘ−Ｄ０）２。ただし、Ｘ≧Ｄ０）。即ち、安全確保のため、距離ＸがＤ０以下では車両１は相対速度がゼロとなる。一方、距離ＸがＤ０以上では、距離が大きくなるほど、車両１は大きな相対速度で走行することが可能となる。

図２の例では、対象物に対する許容上限値は、Ｖｌｉｍ＝ｆ（Ｘ）＝ｋ（Ｘ−Ｄ０）２で定義されている。なお、ｋは、Ｘに対するＶｌｉｍの変化度合いに関連するゲイン係数であり、対象物の種類等に依存して設定される。

なお、本実施形態では、Ｖｌｉｍが安全距離を含み、且つ、Ｘの２次関数となるように定義されているが、これに限らず、Ｖｌｉｍが安全距離を含まなくてもよいし、他の関数（例えば、一次関数等）で定義されてもよい。また、図２を参照して、対象物の横方向の許容上限値Ｖｌｉｍについて説明したが、対象物の縦方向を含むすべての径方向について同様に設定することができる。その際、係数ｋ、安全距離Ｄ０は、対象物からの方向に応じて設定することができる。

上記のような許容上限値Ｖｌｉｍを考慮して、本実施形態では、車両１は、車両１から検知される対象物（先行車両、駐車車両、歩行者、ガードレール等に対して、対象物の周囲に（横方向領域、後方領域、及び前方領域にわたって）、車両１の進行方向における相対速度についての許容上限値を規定する２次元分布（速度分布領域４０）を設定するように構成されている。
図３は、本発明の実施形態による車両制御システムの通常走行時において先行車両に対して設定された場合の速度分布領域の説明図である。図３に示すように、速度分布領域４０では、先行車両３の周囲の各点において、相対速度の許容上限値Ｖｌｉｍが設定されている。車両１は、運転支援システムの作動時において、この速度分布領域４０内の許容上限値Ｖｌｉｍによって、先行車両３に対する相対速度が制限される。

速度分布領域４０は、先行車両３からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど（先行車両３に近づくほど）、相対速度の許容上限値が小さくなるように設定される。また、図３では、理解の容易のため、同じ許容上限値を有する点を結んだ等相対速度線が示されている。等相対速度線ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ許容上限値Ｖｌｉｍが０ｋｍ／ｈ，２０ｋｍ／ｈ，４０ｋｍ／ｈ，６０ｋｍ／ｈに相当する。

なお、図３では、許容上限値が６０ｋｍ／ｈまでの速度分布領域４０が示されているが、対向車線を走行する対向車とのすれ違いを考慮して、更に大きな相対速度まで個別速度分布領域４０を設定することができる。

ここで、速度分布領域４０は、種々のパラメータに基づいて設定することが可能である。パラメータとして、例えば、車両１と対象物の相対速度、対象物の種類、車両１の進行方向、対象物の移動方向及び移動速度、対象物の長さ、車両１の絶対速度等を考慮することができる。即ち、これらのパラメータに基づいて、係数ｋ及び安全距離Ｄ０を選択することができる。

このように、速度分布領域４０は、様々な対象物に対して設定されることが可能である。対象物としては、例えば車両、歩行者、自転車、走行路区画物、障害物、交通信号、交通標識等を含む。車両は、自動車、トラック、自動二輪で区別可能である。歩行者は、大人、子供、集団で区別可能である。走行路区画物は、ガードレール、走行路の端部の段差を形成する路肩、中央分離帯、車線境界線が含まれる。障害物は、崖、溝、孔、落下物が含まれる。交通標識は、停止線、止まれ標識が含まれる。

また本実施形態では、車両１は、図示しない入力装置を用いて、運転者が所望の運転支援モードを選択することができるように構成される。また、予めＥＣＵ１０内に所定のモードが設定されていてもよい。モードとしては、例えば最短距離を走行することを優先するモード設定である直進優先モード（又は最短距離優先モード）や、車速及び走行経路に応じてエンジン、ブレーキ及び操舵を自動で制御するモード設定である自動操舵モード、車速の低下を抑制するモード設定である速度優先モード、前方を走行する先行車両を追従車両として追従車両に対してある所定の距離及び所定の速度を保って走行するモード設定である自動追従モード等がある。

本実施形態では、また、ＥＣＵ１０は、車両１が複数ある車線のうちの１つを走行しているときに自動追従モードが選択されている場合、追従車両の動きと車線（走行車線及び隣接車線）の走行状況に応じて回避制御を行うように構成されている。より具体的には、ＥＣＵ１０は、走行車線に停止車両があって追従車両が停止車両を避けるために車線変更した場合、車両は、停止車両に設定された速度分布領域と隣接車線の車両の走行状況に基づいて追従車両に追従して車線変更する、走行車線で減速する、等の、停止車両３との接触を回避するための回避制御を行うように構成されている。

次に、図４及び図５を参照して、本実施形態の車両制御システムの通常走行時の処理の流れについて説明する。図４は車両制御システム１００の通常走行時の作用の説明図であり、図５は通常走行時の車両制御装置の処理フローである。
図４及び図５に示すように、車両１が走行路上を走行しているとき、車両１のＥＣＵ１０（データ取得部）は、複数のセンサから種々のデータを取得する（Ｓ１０）。具体的には、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１から車両１の前方を撮像した画像データを受け取り、且つ、ミリ波レーダ２２から測定データを受け取る。

ＥＣＵ１０（対象物検知部）は、少なくとも車載カメラ２１を含む外部センサから取得したデータを処理して対象物を検知する（Ｓ１１）。具体的には、ＥＣＵ１０は、画像データの画像処理を実行して、駐車車両３を対象物として検知する。このとき、対象物の種類（この場合は車両３）が特定される。また、ＥＣＵ１０は、地図情報から特定の障害物の存在を検知することができる。

また、ＥＣＵ１０（位置及び相対速度算出部）は、測定データに基づいて、車両１に対する検知された対象物（駐車車両３）の位置及び相対速度を算出する。なお、対象物の位置は、車両１の進行方向に沿ったｙ方向位置（縦方向距離）と、進行方向と直交する横方向に沿ったｘ方向位置（横方向距離）が含まれる。相対速度は、測定データに含まれる相対速度をそのまま用いてもよいし、測定データから進行方向に沿った速度成分を算出してもよい。また、進行方向に直交する速度成分は、必ずしも算出しなくてもよいが、必要であれば、複数の測定データ及び／又は複数の画像データから推定してもよい。

ＥＣＵ１０（速度分布領域設定部）は、検知した対象物（即ち、車両３）について速度分布領域４０を設定する（Ｓ１２）。そして、ＥＣＵ１０（経路算出部）は、設定された速度分布領域４０に基づいて、予め設定されたモードに応じて、車両１の走行可能な経路及びこの経路上の各位置における設定車速又は目標速度を算出する（Ｓ１３）。
車両１が算出された経路を走行するため、ＥＣＵ１０（回避制御実行部）は、予め設定されたモードに応じて、以下のような回避制御を実行する（Ｓ１４）。なお、図５の処理フローは、所定時間（例えば、０．１秒）毎に繰り返し実行されるため、算出される経路及びこの経路上の設定速度は、時間経過と共に変化する。

ここでは、図４において、算出される経路が、経路Ｒ１、Ｒ２の場合について説明する。

経路Ｒ１は、直進経路である。経路Ｒ１は、直進優先モード（又は最短距離優先モード）が設定されている場合に算出される。経路Ｒ１は、速度分布領域４０の等相対速度線ｄ，ｃ，ｄ、を横切っている。したがって、車両１が経路Ｒ１を走行する場合には、経路１上で進行方向の相対速度の許容上限値が変化する。具体的には、許容上限値は、一旦小さくなった後に大きくなる（速度分布領域４０）。
例えば、車両１が経路Ｒ１に相対速度６０ｋｍ／ｈで進入すると、運転者が同じアクセルの踏み込み量を維持していても、等相対速度線ｄ（６０ｋｍ／ｈに相当）よりも内側の領域に入ると、回避制御により車両１の速度が自動的に制御される。即ち、運転者が許容上限値以下の相対速度に減速させるようにアクセルの踏み込み量を減少させない限り、車両１の相対速度は、各地点において許容上限値に維持される。なお、車両１が経路Ｒ１に、例えば相対速度４０ｋｍ／ｈで進入したときには、アクセル踏み込み量が減少されなければ、等相対速度線ｃ（４０ｋｍ／ｈに相当）内に進入するまでは相対速度が４０ｋｍ／ｈに維持される（加減速されない）。

なお、上記の場合に、直進優先モードに加えて自動操舵モードが選択されている場合には、車両１は、駐車車両３に接近するにつれて減速され、その後設定速度まで加速されることになる。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、エンジン制御システム３１及びブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号及びブレーキ要求信号を出力することにより、加減速制御を行う。

一方、経路Ｒ２は、速度分布領域４０の等相対速度線ｄの外側を通る経路である。経路Ｒ２は、車速の低下を抑制するモード設定である速度優先モードが設定されている場合に算出される。本実施形態の場合、経路Ｒ２上での許容上限値が少なくとも相対速度６０ｋｍ／ｈよりも大きいので、運転者のステアリングホイールの操舵により進路が変更されて車両１が６０ｋｍ／ｈ（絶対速度）で経路Ｒ２に進入すると、運転者のアクセル踏み込み量に応じた車速で経路Ｒ２上を走行する。したがって、経路Ｒ２の走行中に、ＥＣＵ１０は、エンジン出力変更要求信号やブレーキ要求信号を出力せず、よって車両１は、アクセルの踏み込み量に応じた車速で走行する。

なお、上記の場合に、速度優先モードに加えて自動操舵モードが選択されている場合には、ＥＣＵ１０は、ステアリング制御システム３３に操舵方向変更要求信号を出力する。これにより、車両１は、経路Ｒ２上を走行する。このとき車両１は、アクセルの踏み込み量に応じた車速で走行するので、ＥＣＵ１０からエンジン出力変更要求信号やブレーキ要求信号は出力されない。

ここで、経路Ｒ２は、車両１の相対速度が６０ｋｍ／ｈの場合に算出される経路であるため、速度分布領域４０の等相対速度線ｄ（６０ｋｍ／ｈに相当）の外側に沿った経路となっている。しかし、車両１の相対速度が、例えば、４０ｋｍ／ｈの場合には、速度分布領域４０の等相対速度線ｃ（４０ｋｍ／ｈに相当）の外側に沿った別の経路が算出される。

次に、図６〜図１０を参照して、自動追従モードが選択されている場合の、本実施形態の車両制御システムの処理の流れについて説明する。図６は、本実施形態による自動追従モード時の車両制御装置の処理フローであり、図７〜図１０は、本実施形態の車両制御システムの自動追従モード時の作用の説明図である。

これらの図６〜図１０に示す実施形態では、走行路２は車両１が走行する走行車線７と、走行車線７に隣接する隣接車線８との複数の車線を有しており、車両１が先行車両を追従車両４として自動で追従する追従制御モードが選択されている。この場合において、走行車線７上で追従車両４の前方に停止車両３があったとき、追従車両４が走行車線７から隣接車線８に車線変更した場合について以下に説明する。
なお、図６の処理フローについても、図５の処理フロート同様に、所定時間（例えば、０．１秒）毎に繰り返し実行されるため、算出される経路及びこの経路上の設定速度は、時間経過と共に変化する。

図６に示すように、図示しない入力装置を用いて運転者が自動追従モードを選択している場合（Ｓ２１）、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２において、追従車両４が走行車線７から隣接車線８に車線変更したか否かを判断する。追従車両４が隣接車線８に車線変更した場合には、ＥＣＵ１０は次に車両１の走行車線７上の前方に停止車両３があるか否かを検知する（Ｓ２３）。前方に停止車両３がない場合には、ＥＣＵ１０は、走行車線７上を走行可能と判断して、自動追従モードをＯＦＦにして追従車両４の追従制御を解除し、（Ｓ２４）、走行車線７を維持する。

一方、ステップＳ２３において、走行車線７上の前方に停止車両３がある場合には、ＥＣＵ１０は、停止車両３に対して速度分布領域４０を設定する（Ｓ２５）。速度分布領域４０は、例えば図７に示すような分布が考えられ、この図７において等相対速度線ａ，ｂ，ｃはそれぞれ例えば０ｋｍ／ｈ、１０ｋｍ／ｈ、２０ｋｍ／ｈに相当する。
次に、ＥＣＵ１０は、隣接車線８で車両１の後側方（後方または側方）に走行している車両がないかどうかを検知する（Ｓ２６）。図７に示すように、車両１の後側方に車両５がある場合には、ＥＣＵ１０は追従車両４に追従して隣接車線８に車線変更することができないと判断して、自動追従モードをＯＦＦにして追従車両４の追従制御を中止し、停止車両３の速度分布領域４０にしたがって速度を制御して、減速する（Ｓ２７）。この場合に車両１が通る経路は、図７の経路Ｒ３に示すように、走行車線７上である。

ステップＳ２６において隣接車線８の後側方に車両がない場合には、次にＥＣＵ１０は、隣接車線８上で車両１の前方に車両がないかどうかを検知する（Ｓ２８）。隣接車線８上で車両１の前方に車両がない場合には、図８に示すように、隣接車線８には車両１の前方及び後側方のいずれにも車両が走行していないから、ＥＣＵ１０は、追従車両４を追従して隣接車線８に車線変更が可能であると判断して、追従車両４に追従するための経路及び速度を算出する（Ｓ２９）。

ここで、算出される経路が経路Ｒ４，Ｒ５の場合について説明する。
経路Ｒ４は、隣接車線８の左端を通るように設定された経路である。経路Ｒ４は、停止車両３の等相対速度線ｃの内側を通るため、例えば車両１が３０ｋｍ／ｈで走行していた場合には、等相対速度線ｃの内側で減速する必要があり、縦方向の減速度は比較的高い。一方、経路Ｒ４は、隣接車線８の左端を通るように設定されているので、車両１が移動する横方向距離は比較的小さく、よって横方向の加速度は比較的小さい。

これに対して、経路Ｒ５は、経路Ｒ４よりも隣接車線８の右側（中央側）を通るように設定された経路である。経路Ｒ５は、停止車両３の速度分布領域３の外側の領域を通るため、車両１は減速する必要はない。したがって、縦方向の加速または減速は必要ないか、最小限ですむ。一方、経路Ｒ５は、横方向（右方向）に大きく移動する必要があるため、横方向の加速度は比較的大きくなる。

このように、選択する経路によって運転者が感じる走行感は異なってくる。よってＥＣＵ１０は選択可能な経路のうち、運転者が違和感を感じにくい経路を選択する。一例としては、車両１の現在の走行速度に最も近い速度で走行可能な経路を選択してもよい。

ＥＣＵ１０は、経路及び速度を算出した後、車両１が算出した速度で走行するように、エンジン制御システム３１及びブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号及び／又はブレーキ要求信号を出力して、加減速制御を行う。また、ＥＣＵ１０は、車両１が算出した経路を走行するように、ステアリング制御システム３３に操舵方向変更要求信号を出力する（Ｓ３０）。
このような制御により、車両１は、追従車両４の後方で隣接車線８へ車線変更し、追従車両４の自動追従を継続する。

ステップＳ２８において隣接車線８上で車両１の前方に車両（前方車両６）がある場合は、図９に示すように追従車両４と前方車両６との間で隣接車線８に車線変更することは難しい。そこで、ＥＣＵ１０は、前方車両６の後方で隣接車線８に車線変更するための経路及び速度を算出する（Ｓ３１）。

ここで、算出される経路が図１０に示すような経路Ｒ６，Ｒ７の場合について説明する。
経路Ｒ６は、経路Ｒ４と同様に、隣接車線８の左端を通るように設定された経路である。したがって、縦方向の減速度は比較的高いが、横方向の加速度は比較的小さい。
これに対して、経路Ｒ７は、経路Ｒ５と同様に、縦方向の加速または減速は必要ないか、最小限ですむが、横方向の加速度は比較的大きくなる。ＥＣＵ１０は選択可能な経路のうち、運転者が違和感を感じにくい経路を選択する。一例としては、車両１の現在の走行速度に最も近い速度で走行可能な経路を選択してもよい。

ＥＣＵ１０は、経路及び速度を算出した後、車両１が算出した速度で走行するように、エンジン制御システム３１及びブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号及び／又はブレーキ要求信号を出力して、加減速制御を行う。また、ＥＣＵ１０は、車両１が算出した経路を走行するように、ステアリング制御システム３３に操舵方向変更要求信号を出力する（Ｓ３２）。またこのときＥＣＵ１０は、自動追従モードをＯＦＦにする。なお、車両１が算出した経路を走行して車線変更する際には、運転者のステアリングホイールの操舵により進路が変更されてもよい。この場合には、ＥＣＵ１０は、停止車両３の速度分布領域にしたがって、エンジン制御システム３１及びブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号及び／又はブレーキ要求信号を出力し、車両１の速度の上限値を制御する。
このような制御により、車両１は、追従車両４の自動追従を中止し、前方車両６の後方で隣接車線８へ車線変更し、隣接車線８上を走行する。

次に、本実施形態の車両制御装置（ＥＣＵ）１０の作用について説明する。
本実施形態では、ＥＣＵ１０は、車両１の走行車線７上の前方にある停止車両３を検知し、停止車両３に対する速度分布領域４０を設定し、車両１の隣接車線８上の車両の走行状況を検出し、隣接車線８上の車両の走行状況と、停止車両３の速度分布領域４０とに基づいて、停止車両３との接触を回避する回避制御を実行するように構成されているので、例えば車線変更が不可能な状況であれば停止車両３に対して安全な距離及び速度を保って走行車線７を維持したり、車線変更が可能な状況であれば、停止車両３の速度分布領域４０にしたがって経路を決定して車線変更を行ったりする等の回避制御が実行される。したがって、停止車両３から安全な距離と速度を保って回避制御を行うことができ、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。

本実施形態では、車両１は自動追従モードが選択されている場合に、追従車両４が隣接車線８へ車線変更を行った際に、ＥＣＵ１０は、停止車両３の検知、速度分布領域４０の設定、隣接車線８上の車両の走行状況の検出等を行い、検出された結果に応じて回避制御を行う。追従車両４が隣接車線８へ車線変更を行う場合、走行車線７前方に停止車両３がある可能性がある。したがって、そのような場合に停止車両３の検知等を行い、検知された結果に基づいて回避制御を行うことにより、確実且つ効率的な安全運転支援システムを提供することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ１０は、隣接車線８上で車両１の後側方を走行する後側方車両５の有無を検出し、後側方車両５がある場合には、車両１は走行車線７を維持したまま停止車両３の速度分布領域４０に基づいて車両の速度を変更する。隣接車線８上に後側方車両６がある場合には、車両１は隣接車線８へ車線変更することが難しい。したがってこのような場合に、走行車線７を維持したまま、停止車両３に近づいた場合には減速する制御を行うことにより、無理な車線変更を防止しつつ停止車両３に対して安全な距離及び速度を保って走行することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ１０は、隣接車線８上に後側方車両５及び前方車両６がない場合には、回避制御において、停止車両３の速度分布領域４０に基づいて車両の走行する車線を走行車線７から隣接車線８に変更する。隣接車線８上に後側方車両５及び前方車両６がない場合には、車両１が車線変更するためのスペースが確保されているから、安全に車線変更を行うことができる。また、車線変更は、停止車両３の速度分布領域４０に基づいて行われるので、停止車両３に対して安全な距離及び速度を保って車線変更することができる。

本実施形態では、ＥＣＵ１０は、隣接車線８上に後側方車両５はないが前方車両６がある場合には、回避制御において、停止車両３の速度分布領域４０に基づいて前方車両６の後側において車両１の走行する車線を走行車線７から隣接車線８に変更する。隣接車線８上に後側方車両５はないが前方車両６がある場合には、前方車両６の前方において車線変更を行うことは難しいが前方車両６の後方では車線変更するためのスペースが確保されている。そこで、ＥＣＵ１０が、前方車両６の後方において車線変更を行うように車両１を制御することにより、車両１は安全に車線変更を行うことができる。また、車線変更は、停止車両３の速度分布領域４０に基づいて行われるので、停止車両３に対して安全な距離及び速度を保って車線変更することができる。

本実施形態では、回避制御（Ｓ１４）において、速度分布領域４０内における車両１の相対速度が許容上限値を超えないように車両１の速度及び／又は操舵方向が変更される。この回避制御のため、例えば、図４の経路Ｒ１のように、車両１の速度自体を変更（減速）するように構成するか、経路Ｒ２のように、より大きな許容上限値を有するエリアを通過するように操舵方向の変更により走行経路を変更するように構成することができる。

本実施形態では、回避制御を実行するため、速度分布領域４０に基づいて車両１の経路が算出されるので、停止車両３との関係において、安全な経路で車両１を走行させることができる。

本実施形態では、速度分布領域４０は、停止車両３からの横方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定されるので、車両１が停止車両３から離れた状態で停止車両３とすれ違う場合には、大きな相対速度が許容されるが、車両１が停止車両３と接近した状態で停止車両３とすれ違う場合には、小さな相対速度となるように車両速度が制限される。このように、本実施形態では、停止車両３からの距離に応じて車両１の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されているので、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。

本実施形態では、速度分布領域４０は、停止車両３からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように、停止車両の横方向領域から後方領域に対しても更に設定されるので、車両１が停止車両３の後方や停止車両３の斜め後方を走行中においても、停止車両３の横を通過する場合の上述の制御規則を拡張して適用することにより、相対速度の許容上限値が設定される。これにより、本実施形態では、停止車両３の後方や斜め後方を車両１が走行中においても、安全な相対速度が保持されると共に、簡易且つ効率的な制御を行うことができる。

本実施形態では、速度分布領域４０は、停止車両３から所定の安全距離だけ離れた位置において、許容上限値がゼロとなるように設定されるので、車両１は停止車両３に対して安全距離だけ離れた位置までしか近づけない。したがって、本実施形態では、例えば停止車両３が急に発車する等、停止車両３が車両１へ接近する方向に移動した場合であっても、車両１と停止車両３との接触を防止することができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、以下のような態様であってもよい。
前述の図７〜図１０の処理フローでは、停止車両３以外の車両、例えば追従車両４、後側方車両５、及び／又は前方車両６には速度分布領域を設定することに言及していないが、これらの車両の少なくとも１つに速度分布領域を設定してもよい。その場合には、停止車両３に設定された速度分布領域と、他の車両に設定された速度分布領域とを考慮して、車両１の経路が計算される。

また、図７〜１０の例では、走行路２は、走行車線７と隣接車線８とを有する二車線の走行路であったが、これに限らず、走行路の車線数は任意に設定することができ、したがって隣接車線は２つ以上設けられていてもよい。そのような場合であっても、上記のような制御規則を適用することにより、安全な回避制御を行うことができる。

なお、速度分布領域４０は、停止車両３からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど、相対速度の許容上限値が小さくなるように設定されていたが、これに限らず、任意の分布を採用することができる。

１ 車両
２ 走行路
３ 停止車両
４ 追従車両
５ 後側方車両
６ 前方車両
７ 走行車線
８ 隣接車線
１０ ＥＣＵ（車両制御装置）
２１ 車載カメラ
２２ ミリ波レーダ
２３ 車速センサ
２４ 測位システム
２５ ナビゲーションシステム
３１ エンジン制御システム
３２ ブレーキ制御システム
３３ ステアリング制御システム
４０ 速度分布領域
１００ 車両制御システム
ａ，ｂ，ｃ，ｄ 等相対速度線
Ｄ₀ 安全距離
Ｘ 距離
Ｒ１〜Ｒ７ 経路

Claims (10)

1. 車両に搭載される車両制御装置であって、
   前記車両の走行車線上前方にある停止車両を検知し、
   前記停止車両に対する前記車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、
   前記車両の隣接車線上の車両の走行状況を検出し、
   前記隣接車線上の車両の走行状況と、前記停止車両の前記速度分布領域とに基づいて、前記停止車両との接触を回避する回避制御を実行するように構成されており、
   前記速度分布領域は、前記停止車両からの距離が小さくなるほど、前記停止車両に対する前記車両の相対速度の許容上限値が小さくなるように、複数のゼロよりも大きい相対速度を含んで設定されるとともに、
   前記速度分布領域の一部は、前記隣接車線上にも設定される、車両制御装置。
2. 前方を走行する先行車両に追従走行するように更に制御し、前記先行車両が前記隣接車線へ車線変更を行った際に前記停止車両の検知、前記速度分布領域の設定、前記隣接車線上の車両の走行状況の検出、及び前記回避制御の実行を行うように構成されている、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記隣接車線上の車両の走行状況は、前記隣接車線上で前記車両の後方側または側方側を走行する後側方車両の有無を含み、前記後側方車両がある場合には、前記回避制御において、前記車両の走行車線を維持したまま前記速度分布領域に基づいて前記車両の速度が変更される、請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記隣接車線上の車両の走行状況は、前記隣接車線上で前記車両の後方側または側方側を走行する後側方車両の有無と、前記隣接車線上での前記車両の前方側を走行する前方車両の有無と、を含み、前記後側方車両及び前記前方車両がない場合には、前記回避制御において、前記速度分布領域に基づいて前記車両の走行車線が前記隣接車線に変更される、請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
5. 前記隣接車線上の車両の走行状況は、前記隣接車線上で前記車両の後方側または側方側を走行する後側方車両の有無と、前記隣接車線上での前記車両の前方側を走行する前方車両の有無と、を含み、前記後側方車両はないが前方車両がある場合には、前記回避制御において、前記速度分布領域に基づいて前記前方車両の後側において前記車両の走行車線が前記隣接車線に変更される、請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
6. 前記回避制御において、前記速度分布領域内における前記車両の相対速度が前記許容上限値を超えないように前記車両の速度及び／又は操舵方向が変更される、請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。
7. 前記回避制御において、前記速度分布領域に基づいて前記車両の経路が算出される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
8. 前記速度分布領域は、前記停止車両からの横方向距離が小さいほど前記許容上限値が低下するように設定される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
9. 前記速度分布領域は、前記停止車両からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど前記許容上限値が低下するように、前記停止車両の横方向領域から後方領域に対しても更に設定される、請求項８に記載の車両制御装置。
10. 前記速度分布領域は、前記停止車両から所定の安全距離だけ離れた位置において、許容上限値がゼロとなるように設定される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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