JP6494020B2

JP6494020B2 - 車両の運転支援制御装置

Info

Publication number: JP6494020B2
Application number: JP2015021470A
Authority: JP
Inventors: 中川　亮; 亮中川
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-02-05
Also published as: JP2016141387A

Description

本発明は、目標速度を設定して該目標速度で走行するように車両を走行制御する車両の運転支援制御装置に関する。

近年、車両においては、車載したカメラやレーザレーダ装置等により前方の走行環境を認識し、前方に先行車が存在しない場合には、ドライバが予め設定した目標車速で走行するように走行制御し、前方に先行車が存在する場合にはドライバが予め設定した車間距離を保って先行車に追従走行する運転支援制御装置が開発され、実用化されている。例えば、特開２００５−１４５１５３号公報（以下、特許文献１）では、先行車に追従走行する場合は設定車速以下で先行車との車間距離が目標車間距離となるように車間距離制御を行い、自車線上に先行車がいない場合には自車速が設定車速となるように車速制御を行う走行制御において、先行車に追従走行中に、先行車が自車線から離脱傾向にあると判定されても、先行車が障害物回避動作中であると判定された場合には自車の加速を禁止する走行制御の技術が開示されている。

特開２００５−１４５１５３号公報

ところで、上述の特許文献１に開示されるような運転支援制御が作動して、例えば、先行車が存在せず、車速をドライバの設定車速に保って定速走行している際に、霧等で前方視界が不良となって前方の障害物等が認識できなくなると、前方障害物を認識して車両を停止させるにはドライバの設定車速では車速が高すぎて制動距離を十分に確保できない場合がある。また、先行車が存在して該先行車に追従走行中に霧等で前方視界が不良となると、先行車の挙動が検出することができなくなるため、前述のような追従走行中の自車両の走行制御を可変させる（加速の禁止）こともできなくなる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ前方視界が不良となった場合においても、前方の障害物や先行車に対して十分な制動距離を確保して運転支援制御を実行することができる車両の運転支援制御装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の運転支援制御装置は、車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得する前方環境認識手段と、上記前方環境認識手段で認識する立体物と車線区画線の最遠距離を前方認識可能距離として推定する前方認識可能距離推定手段と、上記前方認識可能距離以内の制動距離となる速度を制限速度として算出する制限速度算出手段と、先行車が存在する場合は、該先行車と予め設定される車間距離を保って追従走行する車速を目標車速とする一方、先行車が存在しない場合は、予め設定される車速を目標車速とし、これらの目標車速を少なくとも上記制限速度以下となるように制限設定する目標車速設定手段と、上記目標車速で走行するように車両を走行制御する走行制御手段とを備えた。

本発明の車両の運転支援制御装置によれば、たとえ前方視界が不良となった場合においても、前方の障害物や先行車に対して十分な制動距離を確保して運転支援制御を実行することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両に搭載される車両の運転支援制御装置の機能ブロック図である。本発明の実施の一形態に係る運転支援制御プログラムのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係るドライバの前方認識可能距離の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１において、符号１は車両に搭載される運転支援制御装置の制御部を示し、この制御部１には、前方環境を認識して前方環境情報を取得する前方環境認識手段としての前方環境認識装置２、車速Ｖを検出する車速センサ３、路面摩擦係数μを推定する路面摩擦係数推定装置４、先行車追従機能付きのオートクルーズコントロールにおいてドライバが操作するクルーズコントロール操作スイッチ５が接続されている。

前方環境認識装置２は、車両前方の外部環境を撮影して画像情報を取得する車室内に設けた固体撮像素子等を備えたカメラ装置（ステレオカメラ、単眼カメラ、カラーカメラ等）と、車両前方の立体物からの反射波を受信するレーダ装置（レーザレーダ、ミリ波レーダ等）、ソナー等（以上、図示せず）で構成されている。

前方環境認識装置２は、カメラ装置で撮像した画像情報を基に、例えば、距離情報に対して周知のグルーピング処理を行い、グルーピング処理した距離情報を予め設定しておいた三次元的な道路形状データや立体物データ等と比較することにより、車線区画線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、先行車、その他車両等の立体物データ等を自車両からの相対的な位置（距離、角度）を、速度と共に抽出する。また、前方環境認識装置２は、レーダ装置で取得した反射波情報を基に、反射した立体物の存在する位置（距離、角度）を、速度と共に検出する。

クルーズコントロール操作スイッチ５は、所謂、オートクルーズコントロールシステムのスイッチであり、本実施の形態のオートクルーズコントロールシステムは、先行車追従機能を有し、先行車が存在する場合には、先行車との車間距離をドライバの選択した車間距離（例えば、「長」、「中」、「短」の３段階の中の何れか選択した車間距離）になるように目標車速ＶTを算出する。そして、車間距離が長すぎる場合には所定に加速度を設定し、エンジン制御部６に指令して加速させる。逆に、車間距離が短すぎる場合には所定に減速度を設定し、ブレーキ制御部７に指令して減速させる。一方、先行車が存在しない場合には、ドライバが予め設定しておいた車速で定速走行するように車速制御する。

そして、制御部１は、上述の前方環境認識装置２からの前方環境情報、車速センサ３からの車速Ｖ、路面摩擦係数推定装置４からの路面摩擦係数μ、クルーズコントロール操作スイッチ５によるドライバの設定車速、設定車間距離に応じて、前方環境情報に基づいて前方認識可能距離Ｌsaを推定し、前方認識可能距離Ｌsa以内の制動距離となる速度を制限速度Ｖsaとして算出し、少なくとも制限速度Ｖsa以下となるように目標車速ＶTを制限設定し、該目標車速ＶTで走行するように車両を走行制御する。

このため、制御部１は、図１に示すように、前方認識可能距離推定部１１、制限速度算出部１２、目標車速設定部１３、走行制御部１４から主要に構成されている。

前方認識可能距離推定部１１は、前方環境認識装置２から前方環境情報が入力され、前方環境認識装置２で認識可能な最大距離（立体物までの距離、車線区画線の最遠距離）を前方認識可能距離Ｌsaとして設定し、制限速度算出部１２に出力する。尚、前方環境認識装置２からの情報が得られなくなった場合等においては、最後に得られた前方認識可能距離Ｌsaをそのまま前方認識可能距離Ｌsaとして保持する。また、前方認識可能距離Ｌsaとしては、他に、ワイパーやフォグランプのＯＮ−ＯＦＦ情報で推定される天候情報に応じて予め設定しておいた距離、車線の登り下り情報により推定される距離、車線のカーブ（設定値以下の半径のカーブ深さ）により推定される距離、路側構造物により妨害される距離、（天候、路面状態により、状態が急変することの多い）トンネル出口までの距離、道路交通情報通信システム（VICS：Vehicle Information and Communication System：登録商標）等から送信される距離、車車間通信で受信した距離等を用いるようにしても良い。このように、前方認識可能距離推定部１１は、前方認識可能距離推定手段として設けられている。

制限速度算出部１２は、路面摩擦係数推定部４から推定した路面摩擦係数μが入力され、前方認識可能距離推定部１１から前方認識可能距離Ｌsaが入力される。そして、例えば、以下の（１）式により、制限速度Ｖsaを算出し、目標車速設定部１３に出力する。

Ｖsa＝（２・ｇ・μ・Ｌsa）^１／２・・・（１）
ここで、ｇは重力加速度である。

すなわち、一般に、ブレーキが効き始めてから、車が停止するまでの制動距離Ｌは、
Ｌ＝Ｖ^２／（２・ｇ・μ）
であることが知られているため、この制動距離Ｌが前方認識可能距離Ｌsaとなる速度Ｖを制限速度Ｖsaとして算出している（図３参照）。

このように、制限速度算出部１２は、制限速度算出手段として設けられている。

目標車速設定部１３は、前方環境認識装置２から前方環境情報が入力され、車速センサ３から車速Ｖが入力され、クルーズコントロール操作スイッチ５からドライバの設定車速、設定車間距離が入力され、制限速度算出部１２から制限速度Ｖsaが入力される。そして、先行車が存在する場合には、先行車との車間距離がドライバの選択した車間距離（例えば、「長」、「中」、「短」の３段階の中の何れか選択した車間距離）になるように目標車速ＶTを算出する。具体的には、車間距離が長すぎる場合には現在の車速に加える加速度を所定に（例えば、予め設定しておいたマップ等により）設定して目標車速ＶTを設定する。逆に、車間距離が短すぎる場合には現在の車速から減じる減速度を所定に（例えば、予め設定しておいたマップ等により）設定して目標車速ＶTを設定する。一方、先行車が存在しない場合には、ドライバが予め設定しておいた車速を目標車速ＶTとする。こうして設定される目標車速ＶTを、更に、制限速度Ｖsa以下となるように制限し、これを最終的な目標車速ＶTとして走行制御部１４に出力する。このように、目標車速設定部１３は、目標車速設定手段として設けられている。

走行制御部１４は、車速センサ３から車速Ｖが入力され、目標車速設定部１３から最終的な目標車速ＶTが入力される。そして、走行制御部１４は、現在の車速Ｖと目標車速ＶTとを比較して、現在の車速Ｖと目標車速ＶTとの偏差から目標加減速度を設定し、加速が必要な場合にはエンジン制御部６に、設定した目標加速度での加速指令を出力する。一方、減速が必要な場合にはブレーキ制御部７に、設定した目標減速度での減速指令を出力する。このように、走行制御部１４は、走行制御手段として設けられている。尚、エンジン制御部６による加速、及び、ブレーキ制御部７による減速は、急激な車速変動を生じないようにフィルタ処理を経て実行される。

次に、上述の制御部１で実行される車両運転支援制御を図２のフローチャートにより説明する。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、前述の前方認識可能距離推定部１１は、前方環境認識装置２で認識可能な最大距離（立体物までの距離、車線区画線の最遠距離）を前方認識可能距離Ｌsaとして設定する。

次いで、Ｓ１０２に進み、制限速度算出部１２は、例えば、前述の（１）式により、制限速度Ｖsaを算出する。

次に、Ｓ１０３に進み、目標車速設定部１３は、先行車が存在するか否か判定し、先行車が存在しない場合は、Ｓ１０４に進み、ドライバの設定車速を目標車速ＶTに設定し、Ｓ１０６に進む。

また、先行車が存在する場合は、Ｓ１０５に進み、ドライバの設定した車間距離に基づいた目標車速ＶTを設定し、Ｓ１０６に進む。

Ｓ１０４、或いは、Ｓ１０５で目標車速ＶTを設定してＳ１０６に進むと、目標車速設定部１３は、目標車速ＶTと制限速度Ｖsaとを比較し、目標車速ＶTが制限速度Ｖsaを超えている場合（ＶT＞Ｖsaの場合）、Ｓ１０７に進み、Ｖsaを目車速ＶTとして設定し、Ｓ１０８に進む。また、目標車速ＶTが制限速度Ｖsa以下の場合（ＶT≦Ｖsaの場合）、そのままＳ１０８に進む。すなわち、目標車速ＶTが制限速度Ｖsa以下となるように制限設定する。

そして、Ｓ１０８に進み、走行制御部１４は、目標車速ＶTに基づいて走行制御してプログラムを抜ける。

このように、本実施の形態では、制御部１は、前方環境情報に基づいて前方認識可能距離Ｌsaを推定し、前方認識可能距離Ｌsa以内の制動距離となる速度を制限速度Ｖsaとして算出し、少なくとも制限速度Ｖsa以下となるように目標車速ＶTを制限設定し、該目標車速ＶTで走行するように車両を走行制御する。このため、図３に示すように、たとえ前方視界が不良となった場合においても、視界の外に存在する前方の障害物や先行車に対して十分な制動距離Ｖsaを確保して安全性を向上した運転支援制御を実行することができる。

１制御部
２前方環境認識装置（前方環境認識手段）
３車速センサ
４路面摩擦係数推定装置
５クルーズコントロール操作スイッチ
６エンジン制御部
７ブレーキ制御部
１１前方認識可能距離推定部（前方認識可能距離推定手段）
１２制限速度算出部（制限速度算出手段）
１３目標車速設定部（目標車速設定手段）
１４走行制御部（走行制御手段）

Claims

車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得する前方環境認識手段と、
上記前方環境認識手段で認識する立体物と車線区画線の最遠距離を前方認識可能距離として推定する前方認識可能距離推定手段と、
上記前方認識可能距離以内の制動距離となる速度を制限速度として算出する制限速度算出手段と、
先行車が存在する場合は、該先行車と予め設定される車間距離を保って追従走行する車速を目標車速とする一方、先行車が存在しない場合は、予め設定される車速を目標車速とし、これらの目標車速を少なくとも上記制限速度以下となるように制限設定する目標車速設定手段と、
上記目標車速で走行するように車両を走行制御する走行制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の運転支援制御装置。
上記制限速度算出手段は、上記前方認識可能距離と路面の摩擦係数とに基づいて上記制限速度を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の運転支援制御装置。