JP6507525B2

JP6507525B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6507525B2
Application number: JP2014169515A
Authority: JP
Inventors: 田中　啓介; 啓介田中; 英章古藤
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: JP2016045709A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両制御装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１に示されているように、車両制御装置は、検知物体の横方向相対速度Ａ、進行方向相対速度Ｂあるいはドライバーの減速意思Ｐを監視して制御対象判定領域の幅を変化させるように制御している。これにより、自車の前方に割り込んでくる先行車を制御対象として確実に判定し、その制御対象に対する車間距離制御等を的確に行うことができるようになっている。また、車両制御装置の走行軌跡推定手段Ｍ１は、特許文献１の図３に示すように、車速センサ１１で検出した車速とヨーレートセンサ１２で検出したヨーレートとに基づいて自車の将来の走行軌跡Ｔを推定する。即ち、現在の車速およびヨーレートから車両の旋回半径Ｒが算出できるため、現在の自車の進行方向に前記旋回半径Ｒの円弧を連ねることで自車の将来の走行軌跡Ｔを推定することができる。

特開２００６−１３３９５６号公報

上述した特許文献１に記載されている車両制御装置は、車速センサ１１で検出した車速とヨーレートセンサ１２で検出したヨーレートとに基づいて自車の将来の走行軌跡Ｔを推定している。よって、自車が直線部を走行しているが先行車は直線部の先の曲線部に進入する場合、自車および先行車の両方が曲線部を走行しているが走行している地点の各曲線部の曲率が異なる場合など、自車の将来の走行軌跡と先行車との位置ズレが生じ、自車走行車線に進入した第三車を新たな先行車として認識できないといった問題があった。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、車両制御装置において、自車走行車線に進入した第三車を新たな先行車として的確かつ確実に認識することを目的とする。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る車両制御装置の発明は、自車の前方を走行する車両を先行車としてロックオンする先行車ロックオン部と、先行車ロックオン部によってロックオンされた先行車に対して所定距離を保持して追従走行するように自車の走行を制御する先行車追従走行制御部と、先行車ロックオン部によってロックオンされている先行車と自車との間に第三車が割り込んだか否かを判定する割り込み判定部と、を備えた車両制御装置であって、ロックオンされている先行車と自車とを円弧曲線または緩和曲線で結んだ曲線に基づいて算出される、幅を持つ経路を、自車の予測経路である自車推定経路と推定し算出する自車推定経路算出部をさらに備え、割り込み判定部は、自車推定経路算出部によって算出された自車推定経路と第三車との車幅方向のラップ率が判定値より大きい場合、第三車がロックオンされた先行車と自車との間に割り込んだと判定する。

これによれば、自車推定経路算出部は、現在認識している先行車および自車の各位置から自車推定経路を精度よく推定することができる。また、割り込み判定部は、精度よく推定（算出）された自車推定経路と第三車とから、第三車が先行車と自車との間に割り込んだと精度よく判定することができる。よって、車両制御装置は、自車走行車線に進入した第三車を新たな先行車として的確かつ確実に認識することができる。

本発明による車両制御装置の一実施形態を示すブロック図である。図１に示す車線変更判定部を示すブロック図である。先行車と自車とが同一直線状車線を走行している図である。先行車が自車と同一直線状車線から逸脱した状態を示す図である。先行車が自車と同一直線状車線から車線変更したか否かの判定を説明する図である。所定曲線が円弧曲線である場合の自車推定経路の算出を説明するための図である。図１に示した車両制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。先行車と自車とが同一車線（直線路から曲線路に変わる）を走行し、第三車が隣の車線を走行し、第三車は割り込んでいない図である。先行車と自車とが同一車線（直線路から曲線路に変わる）を走行し、第三車が隣の車線を走行し、第三車が割り込んでいる図である。

以下、本発明に係る車両制御装置を適用した一実施形態を図面を参照して説明する。図１に示すように、車両Ｍは、前方センサ１１、車速センサ１２、ヨーレートセンサ１３、操作部１４、記憶装置１５、ＧＰＳ受信機１６、車両駆動装置１７、車両制動装置１８、および車両制御装置２０を備えている。

前方センサ１１は、自車の前方情報を検知するセンサ、すなわち自車の前方を走行する車両を検知するセンサである。前方センサ１１は、例えば、ミリ波を用いたスキャンレーダあるいは半導体レーザを用いたスキャンレーザレーダ、ＣＣＤカメラ等により構成されている。前方センサ１１の検知信号からは、自車から物標までの車間距離、相対移動速度などを算出することができる。

車速センサ１２は、自車の車速を検出するセンサである。車速センサ１２は、例えば、車両Ｍの車輪の速度である車輪速を検出する車輪速センサ、車両駆動装置１７の出力軸の回転速度を検出する車速センサにより構成されている。
ヨーレートセンサ１３は、車両Ｍのヨーレートを検出するセンサである。車両Ｍのヨーレートは、ヨー角の変化する速さであり、車両Ｍの重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度である。

操作部１４は、ＡＣＣ（アダプティブ・クルーズ・コントロール）のオン・オフスイッチ、車間距離設定スイッチなどから構成されている。ＡＣＣのオン・オフスイッチは、ＡＣＣ制御を開始・停止させるためのスイッチである。車間距離設定スイッチは、ＡＣＣ制御中の先行車と自車との車間距離を設定するためのスイッチであり、複数の距離に応じた複数段の設定を有する。ＡＣＣ制御は、先行車との車間距離を一定に保って、すなわち先行車に対して所定距離を保持して追従走行するように自車の走行を制御するものである。ＡＣＣ制御は、自車の速度を設定した速度（設定速度）に一定に保持するように自車の走行を制御するクルーズコントロールも含んでいる。
記憶装置１５は、車両制御装置２０と互いに通信可能なものであり、車両制御装置２０で処理した処理結果などを記憶するものである。ＧＰＳ（全地球測位システム）受信機１６は、上空にある数個の衛星からの信号を受け取るものである。車両制御装置２０は、ＧＰＳ受信機１６が受け取った信号から自車の現在位置を検出することができる。

車両駆動装置１７は、車両Ｍを駆動させて走行させるものである。車両駆動装置１７は、例えばエンジン、モータなどの駆動源によって駆動輪を駆動させる。車両駆動装置１７は、アクセルペダルの踏み込みの有無に関係なくエンジンやモータの出力（車両駆動力）を自動的に調整可能に構成されている。

車両制動装置１８は、車両Ｍを制動させるものである。車両制動装置１８は、ＡＢＳやＥＳＣ機能を有するブレーキアクチュエータを備えている。ブレーキアクチュエータは、ブレーキペダルの踏み込みの有無に関係なく各車輪に制動力を独立かつ自動的に付与可能なアクチュエータである。

車両制御装置２０は、先行車サーチ部２１、自車予測経路算出部２２、先行車ロックオン部２３、車線変更判定部２４、ロスト判定部２５、先行車追従走行制御部２６、自車推定経路算出部２７、割り込み判定部２８、および先行車変更部２９を備えている。
先行車サーチ部２１は、自車の前方を走行する車両（以下、前方走行車ともいう）をサーチ（探索・検知）する。具体的には、先行車サーチ部２１は、前方センサ１１から取得した自車の前方情報に基づいて前方走行車をサーチする。

自車予測経路算出部２２は、現時点の自車位置からの走行経路を予測して算出する。具体的には、自車予測経路算出部２２は、車速センサ１２から取得した自車の速度、およびヨーレートセンサ１３から取得した自車のヨーレートに基づいて自車予測経路を算出する。自車予測経路は、現時点の自車位置から所定時間先までの自車が走行すると予測される経路である。自車予測経路は、自車が走行すると予測される進行方向に沿って設定される。自車予測経路の幅は、車幅と同程度（例えば２ｍ）に設定される。

先行車ロックオン部２３は、自車の前方を走行する車両を先行車としてロックオンする。具体的には、先行車ロックオン部２３は、先行車サーチ部２１から取得した前方走行車の情報（自車との車間距離、自車に対する相対位置、先行車の中心位置など）と、自車予測経路算出部２２から取得した自車予測経路の情報とを照合することにより、前方走行車のうち自車予測経路を走行するものを先行車としてロックオンする。すなわち、先行車ロックオン部２３は、自車予測経路上を走行している前方走行車のうち最も自車Ｍａに近いものを先行車としてロックオンする。

車線変更判定部２４は、先行車ロックオン部２３によってロックオンされている先行車または先行車ロックオン部２３によってロックオンしている自車が車線変更を行ったか否かを判定する。車線変更判定部２４は、先行車の軌跡と自車の判定位置との車幅方向の偏差が判定値を超えた場合、先行車または自車が車線変更を行ったと判定する。なお、先行車の軌跡は、自車の現在位置を基準に前方センサ１１によって認識されている先行車の軌跡である。自車の判定位置は、ロックオンされている先行車またはロックオンしている自車が車線変更を行ったか否かを判定するための自車位置である。

さらに、車線変更判定部２４は、例えば図２に示すように、先行車経路逸脱判定部３１、先行車逸脱位置記憶部３２，車幅方向偏差算出部３３、および比較部３４を備えている。
先行車経路逸脱判定部３１は、自車予測経路上から先行車が逸脱したか否かの判定（先行車経路逸脱判定）を実行する。先行車経路逸脱判定部３１は、先行車と自車予測経路との車幅方向のラップ率が判定値以下となれば逸脱したと判定し、ラップ率が判定値より大きい場合には逸脱していないと判定する。ラップ率は、先行車に対する自車予測経路の重なっている割合である。ラップ率は、自車予測経路算出部２２によって算出された自車予測経路と、前方センサ１１から取得した先行車情報とから算出される。先行車が自車予測経路内を走行している場合、ラップ率はほぼ１００％であり、一方先行車が自車予測経路から外れて走行している場合、ラップ率は０％である。判定値は、例えば９５％〜５０％が好ましい。本実施形態では、判定値は例えば７５％である。なお、ラップ率は、自車予測経路に対する先行車の重なっている割合でもよい。

先行車経路逸脱判定部３１は、先行車ロックオン部２３によってロックオンされた先行車に関する、前方センサ１１から取得した先行車情報（自車からの車間距離、自車の進行方向に対する車幅方向位置）、および自車予測経路算出部２２から取得した自車予測経路から先行車経路逸脱判定を実行する。

例を挙げて説明する。図３に示すように、自車Ｍａおよび先行車Ｍｂがほぼ直線の道路（片側二車線）の走行車線を走行している場合、先行車Ｍｂが自車Ｍａの自車予測経路Ａ上を逸脱しないで走行しておりラップ率は１００％であるため、先行車逸脱位置記憶部３２は、自車予測経路Ａ上から先行車Ｍｂが逸脱していない旨の判定を行う。

しかし、図４に示すように、自車Ｍａに対して同一の走行車線を先行している先行車Ｍｂが車線変更を行う場合、先行車Ｍｂが自車Ｍａの自車予測経路Ａを逸脱しラップ率は７５％であるため、先行車逸脱位置記憶部３２は、自車予測経路Ａ上から先行車Ｍｂが逸脱した旨の判定を行う。

先行車逸脱位置記憶部３２は、先行車経路逸脱判定部３１によって自車予測経路上から先行車が逸脱した旨の判定がなされた場合、その判定がなされた時点の自車位置を基準位置として記憶するとともに、自車の基準位置を基準としてその時点の先行車の位置（先行車の第一位置）を記憶する。

図４に示すように、逸脱した旨の判定がなされた時点（第一時点（時刻ｔ０））にて、先行車Ｍｂが自車Ｍａの自車予測経路Ａを逸脱した。第一時点における、自車Ｍａの位置は、（Ｘ０，Ｙ０）である。なお、Ｙ０は、自車Ｍａの進行方向（車両の全長方向）に沿った座標軸の座標であり、Ｘ０は、自車Ｍａの進行方向に直交する方向（車両の車幅方向）に沿った座標軸の座標である。この自車Ｍａの位置は、単位時間ごとに自車Ｍａの速度およびヨーレートから算出したＸ軸、Ｙ軸方向の移動量を積分して算出することができる。なお、Ｘ軸、Ｙ軸方向は、それぞれ、例えば走行開始した時点の車幅方向、全長（前後）方向である。あるいは、自車Ｍａの位置は、自車Ｍａに搭載されているＧＰＳ受信機１６から取得される位置情報から算出できる。先行車逸脱位置記憶部３２は、第一時点の自車位置を基準位置として第一時点の時刻ｔ０と関連づけて記憶装置１５に記憶する。

先行車逸脱位置記憶部３２は、第一時点における、自車Ｍａの基準位置に対する先行車Ｍｂの位置（先行車の相対位置）を前方センサ１１から取得した先行車情報から算出する。第一時点における先行車Ｍｂの相対位置は、（ＬＸ０，ＬＹ０）である。なお、ＬＹ０は、自車Ｍａの進行方向に沿った相対距離であり、ＬＸ０は、自車Ｍａの車幅方向に沿った相対距離である。

さらに、先行車逸脱位置記憶部３２は、第一時点における先行車Ｍｂの第一位置を算出して第一時点の時刻と関連づけて記憶装置１５に記憶する。第一時点における先行車Ｍｂの第一位置は、第一時点における自車Ｍａの位置（Ｘ０，Ｙ０）に、第一時点における先行車Ｍｂの相対位置（ＬＸ０，ＬＹ０）を加算することで、算出される。すなわち、第一時点における先行車Ｍｂの第一位置は、（Ｘ０＋ＬＸ０，Ｙ０＋ＬＹ０）である。先行車Ｍｂの第一位置は制御サイクル毎に算出・記憶されており、制御サイクル毎に記憶された複数の先行車Ｍｂの第一位置から先行車Ｍｂの軌跡（走行軌跡）は算出される。
なお、自車位置および先行車位置は、自車および先行車の重心位置の座標で示されている。

車幅方向偏差算出部３３は、先に先行車逸脱位置記憶部３２によって記憶装置１５に記憶された先行車の位置と、自車の位置とから車幅方向の偏差（車幅方向偏差ΔＸ）を算出する。具体的には、車幅方向偏差算出部３３は、先行車Ｍｂが逸脱した地点まで自車Ｍａが進行方向に沿って走行して到達した時点において、先行車Ｍｂの逸脱した位置と自車Ｍａの到達した位置の車幅方向偏差ΔＸを算出する。

例えば、図５に示すように、自車Ｍａに対して同一の走行車線を先行している先行車Ｍｂが車線変更を行った場合、自車Ｍａが先行車Ｍｂの逸脱した地点に到達した時点（時刻ｔ１０）では、自車Ｍａの位置は（Ｘ１０，Ｙ１０）である。この自車Ｍａの位置は、走行開始位置（例えば（Ｘ０，Ｙ０））を基準とし、単位時間ごとに自車Ｍａの速度およびヨーレートから算出したＸ軸、Ｙ軸方向の移動量を積分し、走行開始位置に加算することで算出することができる。あるいは、自車Ｍａの位置は、ＧＰＳ受信機１６から取得される位置情報から算出できる。自車Ｍａと先行車Ｍｂとの車幅方向偏差ΔＸは｜Ｘ１０−（Ｘ０＋ＬＸ０）｜である。このとき、先行車Ｍｂは走行車線に隣接する追越車線を走行している。なお、車幅方向偏差ΔＸは、自車Ｍａと先行車Ｍｂの位置座標の車幅方向の差の絶対値であるのが好ましい。

比較部３４は、車幅方向偏差算出部３３によって算出された車幅方向偏差ΔＸと判定値Ｘａとを比較する。比較部３４は、車幅方向偏差ΔＸが判定値Ｘａ以下である場合、先行車（または自車）は車線（先行車が逸脱した時点での自車走行車線）内の走行（車線内走行）をしている旨の判定を行って、先行車追従走行制御部２６にその旨を送信する。一方、比較部３４は、車幅方向偏差ΔＸが判定値Ｘａより大きい場合、先行車（または自車）は車線変更をした旨の判定を行って、先行車サーチ部２１にその旨を送信する。なお、判定値Ｘａは、車幅（または自車予測経路の幅）の５〜２５％に設定されるのが好ましい。本実施形態では、判定値Ｘａは車幅の２０％に設定されている。

ロスト判定部２５は、先行車サーチ部２１から取得した前方走行車の情報（自車との車間距離、自車に対する相対位置、先行車の中心位置など）から、先行車を含む前方走行車をロストしたか否かを判定する。すなわち、ロスト判定部２５は、自車Ｍａの前方に走行車を捕捉できない場合には、前方走行車をロストした旨の判定を行って、先行車サーチ部２１にその旨を送信する。一方、ロスト判定部２５は、自車Ｍａの前方に走行車を捕捉できる場合には、前方走行車をロストしていない旨の判定を行って、先行車追従走行制御部２６にその旨を送信する。

先行車追従走行制御部２６は、先行車ロックオン部２３によってロックオンされた先行車に対して所定距離を保持して追従走行するように自車の走行を制御する。所定距離は、操作部１４の操作によって設定された設定車間距離である。先行車追従走行制御部２６は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの所定距離が所定値以下となるように自車の走行を制御するのが好ましい。所定値は、自車Ｍａの速度に相当する停止距離（＝空走距離＋制動距離）に安全率を含んだ値に設定されている。

先行車追従走行制御部２６は、前方センサ１１から取得した先行車との車間距離が設定車間距離となるように、車両駆動装置１７または／および車両制動装置１８を制御する。先行車追従走行制御部２６は、先行車との車間距離が設定車間距離より短い場合、車両駆動装置１７または／および車両制動装置１８を制御して自車を減速し、車間距離を増大させる。一方、先行車追従走行制御部２６は、先行車との車間距離が設定車間距離より長い場合、車両駆動装置１７を制御して自車を加速し、車間距離を減少させる。

自車推定経路算出部２７は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとを所定の曲線で結んで算出される経路を自車Ｍａの予測経路である自車推定経路Ｃとして推定し算出する。自車推定経路算出部２７は、所定の曲線として円弧曲線または緩和曲線を採用して自車推定経路Ｃを算出する。円弧曲線は、その曲線区間で曲率半径（曲率）が一定となっている曲線である。緩和曲線は、直線（曲率半径Ｒ＝∞または曲率ｋ＝０）から所定の円弧曲線の曲率へ徐々に変化する曲線である。

具体的には、自車推定経路算出部２７は、自車Ｍａの現在位置を、単位時間ごとに自車Ｍａの速度およびヨーレートから算出したＸ軸、Ｙ軸方向の移動量を積分して算出する。あるいは、自車推定経路算出部２７は、自車Ｍａの現在位置を、ＧＰＳ受信機１６から取得される位置情報から算出する。自車推定経路算出部２７は、自車Ｍａの現在位置を算出した時点における、自車Ｍａの現在位置に対する先行車Ｍｂの位置（先行車の相対位置）を前方センサ１１から取得した先行車情報から算出する。自車推定経路算出部２７は、自車Ｍａの現在位置と先行車Ｍｂの相対位置とから先行車Ｍｂの現在位置を算出する。

自車推定経路算出部２７は、自車Ｍａの現在位置、先行車Ｍｂの現在位置、および所定の曲線から自車推定経路Ｃを算出する。所定曲線が円弧曲線である場合の自車推定経路Ｃの算出について図６を参照して説明する。自車推定経路Ｃの幅方向中心が円弧曲線となる。この円弧曲線の中心Ｏは（Ｘ０−Ｒ，Ｙ０）であり、半径はＲである。この円弧曲線上に自車Ｍａの現在位置（Ｘ０，Ｙ０）および先行車Ｍｂの現在位置（Ｘ０＋ＬＸ０，Ｙ０＋ＬＹ０）がある。ｓｉｎθ＝ＬＹ０／Ｒ（数１）であり、ｃｏｓθ＝（Ｒ−ＬＸ０）／Ｒ（数２）である。

数１および数２から下記数３が算出される。
（数３）
（ＬＹ０／Ｒ）^２＋（（Ｒ−ＬＸ０）／Ｒ）^２＝１
さらに数３から下記数４のように半径Ｒが算出される。
（数４）
Ｒ＝（ＬＸ０^２＋ＬＹ０^２）／２ＬＸ０
円弧曲線の中心Ｏは（Ｘ０−（ＬＸ０^２＋ＬＹ０^２）／２ＬＸ０，Ｙ０）であり、半径Ｒは（ＬＸ０^２＋ＬＹ０^２）／２ＬＸ０である。

また、所定曲線がクロソイド曲線である場合も、所定曲線が円弧曲線である場合と同様に、自車Ｍａの現在位置、先行車Ｍｂの現在位置、およびクロソイド曲線から自車推定経路Ｃが算出される。例えば、クロソイド始点を座標原点とし、ｘ軸をクロソイド原点における接線方向に取ったとき、無次元化された座標（ｘ，ｙ）は無次元化された曲線長ｌを用いて下記数５で表すことができる。上記の積分はフレネル積分として知られている。

割り込み判定部２８は、先行車ロックオン部２３によってロックオンされている先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃが割り込んだか否かを判定する。割り込み判定部２８は、自車推定経路算出部２７によって算出された自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が判定値Ｄより大きい場合、第三車Ｍｃが先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に割り込んだと判定する。ラップ率は、第三車Ｍｃに対する自車推定経路Ｃの重なっている割合である。ラップ率は、自車予測経路算出部２２によって算出された自車推定経路Ｃと、前方センサ１１から取得した第三車Ｍｃの情報とから算出される。第三車Ｍｃが自車推定経路Ｃ内を走行している場合、ラップ率はほぼ１００％であり、一方第三車Ｍｃが自車推定経路Ｃから外れて走行している場合、ラップ率は０％である。判定値Ｄは、例えば数％〜２５％が好ましい。本実施形態では、判定値Ｄは例えば５％である。なお、ラップ率は、自車予測経路に対する先行車の重なっている割合でもよい。

一方、割り込み判定部２８は、自車推定経路算出部２７によって算出された自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が判定値Ｄ以下である場合、第三車Ｍｃが先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に割り込んでいないと判定する。すなわち、割り込み判定部２８は、第三車Ｍｃは自車Ｍａが走行している車線（自車走行車線）の隣車線を走行していると判定する。

先行車変更部２９は、割り込み判定部２８によって第三車Ｍｃが先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に割り込んだと判定した場合、第三車Ｍｃを新たな先行車に変更し、第三車Ｍｃを先行車としてロックオンする。先行車変更部２９は、先行車追従走行制御部２６に対して、第三車Ｍｃを先行車としてロックオンした旨を送信する。

さらに、上述した車両制御装置２０による作動について図７に示すフローチャートに沿って説明する。車両制御装置２０は、そのフローチャートに沿ったプログラムを実行する。
車両制御装置２０は、ステップＳ１０２において、上述した先行車サーチ部２１と同様に、先行車のサーチを行う。具体的には、前方センサ１１から取得した自車の前方情報に基づいて前方走行車をサーチする。前方走行車の中から先行車が特定される。

車両制御装置２０は、ステップＳ１０４において、上述した自車予測経路算出部２２と同様に、現時点の自車位置からの走行経路を予測して算出する。具体的には、車両制御装置２０は、車速センサ１２から取得した自車の速度、およびヨーレートセンサ１３から取得した自車のヨーレートに基づいて自車予測経路を算出する。

次に車両制御装置２０は、上述した先行車ロックオン部２３と同様に、ステップＳ１０２にてサーチした前方走行車の情報（自車との車間距離、自車に対する相対位置、先行車の中心位置など）と、ステップＳ１０４にて算出した自車予測経路の情報とから、前方走行車のうち自車予測経路を走行するものを先行車としてロックオンする。
具体的には、車両制御装置２０は、ステップＳ１０６において、前方走行車の情報と自車予測経路の情報とを照合することにより、自車予測経路内に前方走行車が走行しているか否かを判定する。自車予測経路内に前方走行車が走行している場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１０６にて「ＹＥＳ」と判定し、前方走行車のうち自車予測経路内を走行するものを先行車としてロックオンする（ステップＳ１０８）。一方、自車予測経路内に前方走行車が走行していない場合（例えば、自車走行車線の隣車線を前方走行車が走行している場合）、車両制御装置２０は、ステップＳ１０６にて「ＮＯ」と判定し、先行車に対するロックオンを行わない（ステップＳ１２８）。

車両制御装置２０は、ステップＳ１０８において、先行車をロックオンするとともに、上述した先行車追従走行制御部２６と同様に、ロックオンされた先行車に対して所定距離を保持して追従走行するように自車の走行を制御する。また、車両制御装置２０は、ステップＳ１２８において、先行車をロックオンしないとき、先行車追従走行制御を中止し、自車Ｍａの速度を設定した速度（設定速度）に一定に保持するように自車の走行を制御するクルーズコントロールを行う。

車両制御装置２０は、ステップＳ１１０において、上述した車線変更判定部２４と同様に、先行車ロックオン部２３によってロックオンされている先行車または先行車ロックオン部２３によってロックオンしている自車が車線変更を行ったか否かを判定する。車両制御装置２０は、ステップＳ１１２において、上述したロスト判定部２５と同様に、先行車サーチ部２１から取得した前方走行車の情報から、先行車を含む前方走行車をロストしたか否かを判定する。

先行車Ｍｂまたは自車Ｍａが車線変更をし、または、先行車Ｍｂをロストする場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１１０またはステップＳ１１２にて「ＹＥＳ」と判定し、先行車に対するロックオンを行わない（ステップＳ１２８）。一方、先行車Ｍｂまたは自車Ｍａが車線変更をせず、かつ、先行車Ｍｂをロストしない場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１１０，１１２にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップＳ１１４以降に進めて、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みの有無を判定する。

車両制御装置２０は、ステップＳ１１４において、上述した自車推定経路算出部２７と同様に、先行車Ｍｂと自車Ｍａとを所定の曲線で結んで算出される経路を自車Ｍａの予測経路である自車推定経路Ｃとして推定し算出する。車両制御装置２０は、ステップＳ１１６において、自車Ｍａの前方に先行車Ｍｂ以外の走行車を捕捉するか否かを判定する。すなわち、車両制御装置２０は、前方センサ１１から取得した前方情報から先行車Ｍｂ以外の走行車があるか否かを判定する。

自車Ｍａの前方に先行車Ｍｂ以外の走行車を捕捉しない場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１１６にて「ＮＯ」と判定し、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みはない旨の判定をする（ステップＳ１３０）。その後、車両制御装置２０は、プログラムをステップＳ１０６に戻す。一方、自車Ｍａの前方に先行車Ｍｂ以外の走行車を捕捉する場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１１６にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップＳ１１８に進める。

車両制御装置２０は、ステップＳ１１８以降において、上述した割り込み判定部２８と同様に、先行車ロックオン部２３によってロックオンされている先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃが割り込んだか否かを判定する。車両制御装置２０は、ステップＳ１１８において、自車推定経路算出部２７によって算出された自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率を算出する。車両制御装置２０は、ステップＳ１２０において、ステップＳ１１８にて算出された自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が判定値Ｄより大きいか否かを判定する。

図８に示すように、自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が判定値Ｄ以下である場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１２０にて「ＮＯ」と判定し、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みはない旨の判定をする（ステップＳ１３０）。
一方、図９に示すように、自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が判定値Ｄより大きい場合、車両制御装置２０は、ステップＳ１２０にて「ＹＥＳ」と判定し、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みがある旨の判定をする（ステップＳ１２２）。その後、車両制御装置２０は、上述した先行車変更部２９と同様に、第三車Ｍｃを新たな先行車に変更し、第三車Ｍｃを先行車としてロックオンする（ステップＳ１２４）。なお、車両制御装置２０は、今までロックオンしていた先行車に対するロックオンを解除する。その後、車両制御装置２０は、プログラムをステップＳ１２６に進め、本フローチャートを一旦中止する。

さらに、自車走行車線が直線路から曲線路（本実施形態では左カーブ）に変化する場合について説明する。先行車Ｍｂおよび自車Ｍａが自車Ｍａの自車走行車線に沿って走行する際に第三車Ｍｃが割り込まない場合について図８を参照して説明する。図８に示すように、先行車Ｍｂは、直線路から曲線路に進入したところである。自車Ｍａは、ロックオンしている先行車Ｍｂに対して先行車追従走行を実施している。先行車Ｍｂと自車Ｍａとの車間距離は、設定車間距離ＬＹである。

図８に示すように、ロックオンされている先行車Ｍｂが曲線路（自車走行車線）に沿って旋回すると、車両制御装置２０は、自車推定経路Ｃとして推定し算出する（ステップＳ１１４）。先行車Ｍｂが走行する車線は自車Ｍａと同一車線のままである。自車推定経路Ｃは、自車Ｍａの自車走行車線に沿った曲線（この場合、円弧曲線である）である。自車走行車線の隣の車線に第三車Ｍｃが走行している場合、自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が０であり、判定値Ｄ以下である。よって、車両制御装置２０は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みはない旨の判定をする（ステップＳ１３０）。

これに対して、車両制御装置２０は、自車推定経路Ｃとして推定し算出しないで、自車予測経路算出部２２によって自車予測経路Ａを算出する場合、自車走行車線の隣の車線に第三車Ｍｃが走行していても、自車予測経路Ａと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が判定値Ｄより大きくなる。よって、車両制御装置２０は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みがある旨の判定（誤判定）をする。

次に、先行車Ｍｂおよび自車Ｍａが自車Ｍａの自車走行車線に沿って走行する際に第三車Ｍｃが割り込む場合について図９を参照して説明する。図９に示すように、先行車Ｍｂは、直線路から曲線路に進入したところである。自車Ｍａは、ロックオンしている先行車Ｍｂに対して先行車追従走行を実施している。先行車Ｍｂと自車Ｍａとの車間距離は、設定車間距離ＬＹである。

図９に示すように、ロックオンされている先行車Ｍｂが曲線路（自車走行車線）に沿って旋回すると、車両制御装置２０は、自車推定経路Ｃとして推定し算出する（ステップＳ１１４）。先行車Ｍｂが走行する車線は自車Ｍａと同一車線のままである。自車推定経路Ｃは、自車Ｍａの自車走行車線に沿った曲線（この場合、円弧曲線である）である。自車走行車線の隣の車線を走行していた第三車Ｍｃが自車走行車線に車線変更している場合、自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとの車幅方向のラップ率が大きくなり判定値Ｄより大きくなる。よって、車両制御装置２０は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に第三車Ｍｃの割り込みがある旨の判定をする（ステップＳ１２２）。

上述した説明から明らかなように、本実施形態に係る車両制御装置２０の自車推定経路算出部２７は、現在認識している先行車Ｍｂおよび自車Ｍａの各位置から自車推定経路Ｃを精度よく推定することができる。また、割り込み判定部２８は、精度よく推定（算出）された自車推定経路Ｃと第三車Ｍｃとから、第三車Ｍｃが先行車Ｍｂと自車Ｍａとの間に割り込んだと精度よく判定することができる。よって、車両制御装置２０は、自車走行車線に進入した第三車Ｍｃを新たな先行車として的確かつ確実に認識することができる。

また、自車推定経路算出部２７は、自車Ｍａが直線部を走行しているが先行車Ｍｂは直線部の先の曲線部に進入する場合、自車Ｍａおよび先行車Ｍｂの両方が曲線部を走行しているが走行している地点の各曲線部の曲率が異なる場合など、現在認識している先行車Ｍｂおよび自車Ｍａの各位置から自車推定経路Ｃを精度よく推定することができる。

また、本実施形態に係る車両制御装置２０において、自車推定経路算出部２７は、所定の曲線として円弧曲線または緩和曲線を採用して自車推定経路Ｃを算出する。
これによれば、車両の舵角が大きい場合には円弧曲線を採用し、車両の舵角が小さい場合には緩和曲線を採用することにより、車両の舵角に応じて適切に自車推定経路Ｃを算出することができる。

また、本実施形態に係る車両制御装置２０において、先行車追従走行制御部２６は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの所定距離が所定値以下となるように自車Ｍａの走行を制御する。
これによれば、自車Ｍａの走行は、先行車Ｍｂと自車Ｍａとの所定距離が所定値以下となるように制御されるので、自車Ｍａが直線部を走行しているが先行車Ｍｂは直線部の先の曲線部に進入する場合、自車Ｍａおよび先行車Ｍｂの両方が曲線部を走行しているが走行している地点の各曲線部の曲率が異なる場合など、自車Ｍａの将来の走行軌跡と先行車Ｍｂとの位置ズレを小さく抑制することができる。

１１…前方センサ、１２…車速センサ、１３…ヨーレートセンサ、１４…操作部、１５…記憶装置、１６…ＧＰＳ受信機、１７…車両駆動装置、１８…車両制動装置、２０…車両制御装置、２１…先行車サーチ部、２２…自車予測経路算出部、２３…先行車ロックオン部、２４…車線変更判定部、２５…ロスト判定部、２６…先行車追従走行制御部、２７…自車推定経路算出部、２８…割込判定部、２９…先行車変更部、３１…先行車経路逸脱判定部、３２…先行車逸脱位置記憶部、３３…車幅方向偏差算出部、３４…比較部、Ａ…自車予測経路、Ｃ…自車推定経路、Ｍ…車両、Ｍａ…自車、Ｍｂ…先行車、Ｍｃ…第三車。

Claims

自車の前方を走行する車両を先行車としてロックオンする先行車ロックオン部と、
前記先行車ロックオン部によってロックオンされた前記先行車に対して所定距離を保持して追従走行するように前記自車の走行を制御する先行車追従走行制御部と、
前記先行車ロックオン部によってロックオンされている前記先行車と前記自車との間に第三車が割り込んだか否かを判定する割り込み判定部と、を備えた車両制御装置であって、
ロックオンされている前記先行車と前記自車とを円弧曲線または緩和曲線で結んだ曲線に基づいて算出される、幅をもつ経路を、前記自車の予測経路である自車推定経路と推定し算出する自車推定経路算出部をさらに備え、
前記割り込み判定部は、前記自車推定経路算出部によって算出された前記自車推定経路と前記第三車との車幅方向のラップ率が判定値より大きい場合、前記第三車がロックオンされた前記先行車と前記自車との間に割り込んだと判定することを特徴とする車両制御装置。
前記自車推定経路算出部は、前記自車の舵角が規定値より大きい場合には円弧曲線を用い、前記自車の舵角が規定値より小さい場合には緩和曲線を用いて前記自車推定経路を算出することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
前記先行車追従走行制御部は、前記先行車と前記自車との前記所定距離が所定値以下となるように前記自車の走行を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両制御装置。
前記自車推定経路算出部は、前記自車推定経路を、ロックオンされている前記先行車と前記自車とを円弧曲線または緩和曲線で結んだ前記曲線を幅方向の中心として、算出する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両制御装置。