JP6521487B2

JP6521487B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6521487B2
Application number: JP2017111763A
Authority: JP
Inventors: 大村　博志; 博志大村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2037-06-06
Also published as: JP2018203108A

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。

車線逸脱防止に関する種々の車両運転支援技術が提案されている。特許文献１には、特に、車線の一方の区画線が検出できない場合に仮想的な区画線を設定し、車線逸脱防止等の運転支援を実行する技術が記載されている。

特開２０１４−１４２９６５号公報

しかしながら、例えば、区画線が検出できない期間が長くなると、仮想的な区画線の信頼性が低くなる。このため、走行車線上の障害物（例えば、駐車車両）を回避する場合、車両が現実の区画線を超えてしまい、車線を逸脱するおそれがあるという問題があった。

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、走行車線の境界線が検出できない場合であっても、障害物を回避する際に車線の逸脱を抑制することが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、車両が走行する車線の目標走行経路を設定する車両制御装置であって、目標走行経路は、目標位置及び目標速度を含み、車線上に障害物が存在する場合、障害物と車両との間に、障害物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、この速度分布領域における許容上限値は障害物から距離が離れるほど大きくなるように設定され、速度分布領域内において車両の相対速度が許容上限値を超えず、且つ、車両が障害物を回避するように、目標走行経路を補正して速度分布領域内を車両が走行するための補正目標走行経路を計算する走行経路補正処理を実行するように構成されており、走行経路補正処理は、車線の境界線が検出されていない場合には、補正目標走行経路よりも横方向において障害物に近づくように補正目標走行経路を更に補正して接近目標走行経路を計算する接近処理を含むことを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、車線の境界線が検出されていない場合には、境界線が検出されている場合よりも障害物に近づくように、接近目標走行経路が計算される。これにより、車線の境界線が検出されていない場合であっても、障害物を回避しつつ、車両が車線を逸脱するおそれを低減することができる。

本発明において、好ましくは、走行経路補正処理は、車線の境界線が検出されていない場合には、目標走行経路に対する横方向への回避距離が補正目標走行経路よりも小さく制限された制限目標走行経路を計算する制限処理を更に含み、接近目標走行経路の方が制限目標走行経路よりも障害物に接近した経路であり、所定条件に応じて、接近処理と制限処理のいずれかが実行される。
このように構成された本発明によれば、所定条件に応じて接近処理と制限処理のいずれかにより接近又は制限目標走行経路を計算することができる。

本発明において、好ましくは、所定条件は、障害物の種類であり、障害物が静止物の場合には接近処理が実行される。
このように構成された本発明によれば、静止物（例えば、停車車両、電柱等）の場合は、障害物に接近しても衝突のおそれは極めて低い。よって、この場合は、接近処理を実行することにより、障害物により近づくように接近目標走行経路を計算することができる。

本発明において、好ましくは、所定条件は、車両の車速であり、車両の車速が所定車速以下の場合には接近処理が実行される。
このように構成された本発明によれば、車両が障害物に接近する際に速度分布領域に基づいて車速が減速されるが、車速が所定車速以下の低速の場合には減速幅が小さい。よって、この場合は、運転者に違和感を与えることなく、車線逸脱のおそれを低減することができる。

本発明において、好ましくは、所定条件は、車両のステアリングホイールに対する把持力の大きさであり、把持力が所定値以下の場合には接近処理が実行される。
このように構成された本発明によれば、運転者がステアリングホイールを握っていない場合には、運転者自身の操舵による車線逸脱回避操作が期待されない。よって、この場合は、接近処理により、障害物により近づく接近目標走行経路を計算することにより、車線逸脱のおそれを抑制することができる。

本発明によれば、走行車線の境界線が検出できない場合であっても、障害物を回避する際に車線の逸脱を抑制することが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おけ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おける運転支援モードと目標走行経路との関係を示す説明図である。本発明の実施形態における障害物回避制御の説明図である。本発明の実施形態の障害物回避制御における障害物と車両との間のすれ違い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おける直線優先モード選択時における接近処理後の補正目標走行経路の説明図である。本発明の実施形態における中間モード選択時における接近処理後の補正目標走行経路の説明図である。本発明の実施形態における速度優先モード選択時における接近処理後の補正目標走行経路の説明図である。本発明の実施形態における運転支援制御の処理フローである。本発明の実施形態における走行経路補正処理の処理フローである。本発明の改変例における直線優先モード選択時における制限処理後の補正目標走行経路の説明図である。本発明の改変例における中間モード選択時における制限処理後の補正目標走行経路の説明図である。本発明の改変例における速度優先モード選択時における制限処理後の補正目標走行経路の説明図である。本発明の改変例における走行経路補正処理の処理フローである。

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。まず、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。

本実施形態の車両制御システム１００は、車両１（図３等参照）に対して複数の運転支援モードにより、それぞれ異なる運転支援制御を提供するように構成されている。運転者は、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択可能である。

図１に示すように、車両制御システム１００は、車両１に搭載されており、車両制御装置（ＥＣＵ）１０と、複数のセンサ及びスイッチと、複数の制御システムと、運転支援モードについてのユーザ入力を行うための運転者操作部３５を備えている。複数のセンサ及びスイッチには、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車両の挙動を検出する複数の挙動センサ（車速センサ２３，加速度センサ２４，ヨーレートセンサ２５）及び複数の挙動スイッチ（操舵角センサ２６，アクセルセンサ２７，ブレーキセンサ２８，把持センサ３４），測位システム２９，ナビゲーションシステム３０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。

運転者操作部３５は、運転者が操作可能なように車両１の車室内に設けられており、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択するためのモード選択スイッチ３６と、選択された運転支援モードに応じて設定車速を入力するための設定車速入力部３７と、障害物に対する回避モードを選択するための回避モード選択スイッチ３８とを備えている。運転者がモード選択スイッチ３６を操作することにより、選択された運転支援モードに応じた運転支援モード選択信号が出力される。また、運転者が設定車速入力部３７を操作することにより、設定車速信号が出力される。また、回避モード選択スイッチ３８を操作することにより、回避モード選択信号が出力される。

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、運転者操作部３５から受け取った運転支援モード選択信号，設定車速信号，回避モード選択信号、及び、複数のセンサ及びスイッチ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。

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、車両、歩行者、道路、区画線（白線、黄線）、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、交通インフラや車々間通信等によって、車載通信機器を介して外部から対象物の情報を取得してもよい。

ミリ波レーダ２２は、対象物（特に、先行車、駐車車両、歩行者、障害物等）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の絶対速度を検出する。
加速度センサ２４は、車両１の加速度（前後方向の縦加減速度、横方向の横加速度）を検出する。
ヨーレートセンサ２５は、車両１のヨーレートを検出する。
操舵角センサ２６は、車両１のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。
アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。
ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
把持センサ３４は、運転者によるステアリングホイールの把持力を検出する。

測位システム２９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）を検出する。
ナビゲーションシステム３０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、交差点、交通信号、建造物等を特定する。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、本実施形態による車両制御システム１００が備える運転支援モードについて説明する。本実施形態では、運転支援モードとして、４つのモード（先行車追従モード、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード）が備えられている。

先行車追従モードは、基本的に、車両１と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両１を先行車に追従走行させるモードであり、車両制御システム１００による自動的なステアリング制御，速度制御（エンジン制御，ブレーキ制御），障害物回避制御（速度制御及びステアリング制御）を伴う。

先行車追従モードでは、車線両端部（境界線）の検出の可否、及び、先行車の有無に応じて、異なるステアリング制御及び速度制御が行われる。ここで、車線両端部とは、車両１が走行する車線の両側の境界線（白線等の区画線，道路端，縁石，中央分離帯，ガードレール等）であり、隣接する車線や歩道等との境界である。走行路端部検出部としてのＥＣＵ１０は、この車線両端部を車載カメラ２１により撮像された画像データから検出する。また、ナビゲーションシステム３０の地図情報から車線両端部を検出してもよい。しかしながら、例えば、区画線が消えかかっている場合、区画線が存在しない場合、車載カメラ２１からの画像データの読取り不良等の場合に車線両端部が検出できない場合が生じ得る。

なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１０を走行路端部検出部としているが、これに限らず、走行路端部検出部としての車載カメラ２１が車線両端部を検出してもよいし、走行路端部検出部としての車載カメラ２１とＥＣＵ１０が協働して車線両端部を検出してもよい。

また、本実施形態では、先行車検出部としてのＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ及びミリ波レーダ２２による測定データにより、先行車を検出する。具体的には、車載カメラ２１による画像データにより前方を走行する他車両を走行車として検出する。更に、本実施形態では、ミリ波レーダ２２による測定データにより、車両１と他車両との車間距離が所定距離（例えば、４００〜５００ｍ）以下である場合に、当該他車両が先行車として検出される。

なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１０を先行車検出部としているが、これに限らず、先行車検出部としての車載カメラ２１が前方を走行する他車両を検出してもよく、ＥＣＵ１０に加えて車載カメラ２１及びミリ波レーダ２２が先行車両検出部の一部を構成してもよい。

まず、車線両端部が検出される場合、車両１は、車線の中央付近を走行するようにステアリング制御され、設定車速入力部３７を用いて運転者によって又は所定の処理に基づいてシステム１００によって予め設定された設定車速（一定速度）を維持するように速度制御される。なお、設定車速が制限車速（速度標識やカーブの曲率に応じて規定される制限速度）よりも大きい場合は制限車速が優先され、車両１の車速は制限車速に制限される。カーブの曲率に応じて規定される制限速度は、所定の計算式により計算され、カーブの曲率が大きい（曲率半径が小さい）ほど低速度に設定される。

なお、車両１の設定車速が先行車の車速よりも大きい場合は、車両１は、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御される。また、追従していた先行車が車線変更等により、車両１の前方に存在しなくなると、車両１は、再び設定車速を維持するように速度制御される。

また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車が存在する場合、車両１は、先行車の走行軌跡を追従するようにステアリング制御され、且つ、先行車の走行軌跡上の速度に追従するように速度制御される。

また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車も存在しない場合、走行路上での走行位置を特定できない（区画線等検出不可、先行車追従不可）。この場合、現在の走行挙動（操舵角、ヨーレート、車速、加減速度等）を運転者の意思により維持又は変更するように、運転者がステアリングホイール，アクセルペダル，ブレーキペダルを操作することにより、ステアリング制御及び速度制御を実行する。

なお、先行車追従モードでは、先行車の有無、車線両端部の検出の可否にかかわらず、後述する障害物回避制御（速度制御及びステアリング制御）が更に自動的に実行される。

また、自動速度制御モードは、運転者によって又はシステム１００によって予め設定された所定の設定車速（一定速度）を維持するように速度制御するモードであり、車両制御システム１００による自動的な速度制御（エンジン制御，ブレーキ制御），障害物回避制御（速度制御）を伴うが、ステアリング制御は行われない。この自動速度制御モードでは、車両１は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思が優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。

また、速度制限モードは、車両１の車速が速度標識による制限速度又は運転者によって設定された設定速度を超えないように、速度制御するモードであり、車両制御システム１００による自動的な速度制御（エンジン制御）を伴う。制限速度は、車載カメラ２１により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをＥＣＵ１０が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両１は制限速度までしか増速されない。

また、基本制御モードは、運転者操作部３５により、運転支援モードが選択されていないときのモード（オフモード）であり、車両制御システム１００による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、自動衝突防止制御は実行されるように構成されており、この制御において、車両１が先行車等に衝突する可能性がある場合には自動的にブレーキ制御が実行され、衝突が回避される。また、自動衝突防止制御は、先行車追従モード，自動速度制御，速度制限モードにおいても同様に実行される。

また、自動速度制御モード、速度制限モード、及び基本制御モードにおいても、後述する障害物回避制御（速度制御のみ、又は、速度制御及びステアリング制御）が更に実行される。

次に、本実施形態による車両制御システム１００において計算される複数の走行経路について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ１０が、以下の第１走行経路Ｒ１〜第３走行経路Ｒ３を時間的に繰返し計算するように構成されている（例えば、０．１秒毎）。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、センサ等の情報に基づいて、現時点から所定期間（例えば、２〜４秒）が経過するまでの間の走行経路を計算する。走行経路Ｒｘ（ｘ＝１，２，３）は、走行経路上の車両１の目標位置（Ｐｘ_ｋ）及び目標速度（Ｖｘ_ｋ）により特定される（ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ）。

なお、走行経路Ｒ１〜Ｒ３は、車両１が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物（駐車車両、歩行者等を含む）に関する障害物情報（即ち時間的に状況が変動し得る情報）を考慮せずに、走行路の形状，先行車の走行軌跡，車両１の走行挙動，及び設定車速に基づいて計算される。このように、本実施形態では、障害物情報が計算に考慮されないので、これら複数の走行経路の全体的な計算負荷を低く抑えることができる。

第１走行経路Ｒ１は、走行車線の形状に即して車両１に走行車線内の理想経路上の走行を維持させるように所定期間分だけ設定される。詳しくは、第１走行経路Ｒ１は、直線区間では車両１が車線の中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間では車両１が車線の幅方向中央よりも内側又はイン側（カーブ区間の曲率半径の中心側）を走行するように設定される。

ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１により撮像された車両１の周囲の画像データの画像認識処理を実行し、車線両端部を検出する。車線両端部は、上述のように、区画線（白線等）や路肩等である。更に、ＥＣＵ１０は、検出した車線両端部に基づいて、車線の車線幅及びカーブ区間の曲率半径を算出する。また、ナビゲーションシステム３０の地図情報から車線幅及び曲率半径を取得してもよい。更に、ＥＣＵ１０は、画像データから速度標識や路面上に表示された制限速度を読み取る。なお、上述のように、制限速度を外部からの無線通信により取得してもよい。

ＥＣＵ１０は、直線区間では、車線両端部の幅方向の中央部を車両１の幅方向中央部（例えば、重心位置）が通過するように、第１走行経路Ｒ１の複数の目標位置Ｐ１_ｋを設定する。なお、本実施形態では、第１走行経路Ｒ１は、直線区間において、車両１が車線中央を走行するように設定されるが、これに限らず、運転者の運転特性（好み等）を反映させて、車線中央よりも所定のシフト量（距離）だけ幅方向に偏った車線中央付近に第１走行経路Ｒ１を設定するように構成してもよい。

一方、ＥＣＵ１０は、カーブ区間では、カーブ区間の長手方向の中央位置において、車線の幅方向中央位置からイン側への変位量を最大に設定する。この変位量は、曲率半径，車線幅，車両１の幅寸法（ＥＣＵ１０のメモリに格納された規定値）に基づいて計算される。そして、ＥＣＵ１０は、カーブ区間の中央位置と直線区間の幅方向中央位置とを滑らかにつなぐように第１走行経路Ｒ１の複数の目標位置Ｐ１_ｋを設定する。なお、カーブ区間への進入前後においても、直線区間のイン側に第１走行経路Ｒ１を設定してもよい。

第１走行経路Ｒ１の各目標位置Ｐ１_ｋにおける目標速度Ｖ１_ｋは、原則的に、運転者が運転者操作部３５の設定車速入力部３７によって又はシステム１００によって予め設定された所定の設定車速（一定速度）に設定される。しかしながら、この設定車速が、速度標識等から取得された制限速度、又は、カーブ区間の曲率半径に応じて規定される制限速度を超える場合、走行経路上の各目標位置Ｐ１_ｋの目標速度Ｖ１_ｋは、２つの制限速度のうち、より低速な制限速度に制限される。さらに、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の挙動状態（即ち、車速，加減速度，ヨーレート，操舵角，横加速度等）に応じて、目標位置Ｐ１_ｋ，目標車速Ｖ１_ｋを適宜に補正する。例えば、現車速が設定車速から大きく異なっている場合は、車速を設定車速に近づけるように目標車速が補正される。

なお、第１走行経路Ｒ１は、原則的には車線両端部が検出される場合に用いられる走行経路であるため、車線両端部が検出されない場合には計算しなくてもよいが、車線両端部が検出されていないにもかかわらず第１走行経路Ｒ１が誤って選択された場合に備えて、代替的に以下のように計算してもよい。

この場合、車両１が車線の中央を走行していると仮定し、ＥＣＵ１０は、車両１の車速に応じて操舵角又はヨーレートを用いて仮想的な車線両端部を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、仮想的に設定した車両両端部に基づいて、上記と同様に、直線区間であれば車線の中央を走行し、カーブ区間であれば車線のイン側を走行するように第１走行経路を計算する。

また、第２走行経路Ｒ２は、先行車の走行軌跡を追従するように所定期間分だけ設定される。ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ，ミリ波レーダ２２による測定データ，車速センサ２３による車両１の車速に基づいて、車両１の走行する車線上の先行車の位置及び速度を継続的に計算して、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車の走行軌跡を第２走行経路Ｒ２（目標位置Ｐ２_ｋ、目標速度Ｖ２_ｋ）として設定する。

本実施形態では、第２走行経路Ｒ２は、原則的には先行車が検出される場合に計算される走行経路であるため、先行車が検出されない場合には計算しなくてもよいが、先行車が検出されていないにもかかわらず第２走行経路Ｒ２が誤って選択された場合に備えて、代替的に以下のように計算してもよい。

この場合、ＥＣＵ１０は、車両１から車速に応じた所定距離だけ前方に先行車が走行していると仮定する。この仮想的な先行車は車両１と同じ走行挙動（車速，操舵角，ヨーレート等）を有するものとする。そして、ＥＣＵ１０は、仮想的な先行車を追従するように第２走行経路Ｒ２を計算する。

また、第３走行経路Ｒ３は、運転者による車両１の現在の運転状態に基づいて所定期間分だけ設定される。即ち、第３走行経路Ｒ３は、車両１の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
ＥＣＵ１０は、車両１の操舵角，ヨーレート，横加速度に基づいて、所定期間分の第３走行経路Ｒ３の目標位置Ｐ３_ｋを計算する。ただし、ＥＣＵ１０は、車線両端部が検出される場合、計算された第３走行経路Ｒ３が車線端部に接近又は交差しないように、目標位置Ｐ３_ｋを補正する。

また、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の車速，加減速度に基づいて、所定期間分の第３走行経路Ｒ３の目標速度Ｖ３_ｋを計算する。なお、目標速度Ｖ３_ｋが速度標識等から取得された制限速度を超えてしまう場合は、制限速度を超えないように目標速度Ｖ３_ｋを補正してもよい。

次に、図２を参照して、本実施形態による車両制御システム１００における運転支援モードと走行経路との関係について説明する。図２は、運転支援モードと目標走行経路との関係を示す説明図である。本実施形態では、運転者がモード選択スイッチ３６を操作して１つの運転支援モードを選択すると、ＥＣＵ１０が、センサ等による測定データに応じて、第１走行経路Ｒ１〜第３走行経路Ｒ３のうち、いずれか１つを選択するように構成されている。即ち、本実施形態では、運転者がある運転支援モードを選択しても、必ず同じ走行経路が適用されるわけではなく、走行状況に応じた適切な走行経路が適用されるように構成されている。

先行車追従モードの選択時には、車線両端部が検出されていると、先行車の有無にかかわらず、第１走行経路が適用される。この場合、設定車速入力部３７によって設定された設定車速が目標速度となる。なお、「車線両端部が検出されている」とは、経路計算に必要な車両前方の所定距離区間にわたって車線両端部が実質的に連続して存在すると判断されることを意味する。

一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、第２走行経路が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、第３走行経路が適用される。よって、先行車追従モード選択中は、先行車の有無及び車線両端部の検出の可否に応じて、選択される走行経路が第１〜第３走行経路の中で時間的に切り替えられる。

また、自動速度制御モードの選択時には、第３走行経路が適用される。自動速度制御モードは、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、設定車速入力部３７によって設定された設定車速が目標速度となる。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。このため、第３走行経路が適用されるが、運転者の操作（ステアリングホイール、ブレーキ）によっては、必ずしも第３走行経路に従って車両１が走行しない場合がある。

また、速度制限モードの選択時にも第３走行経路が適用される。速度制限モードも、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、目標速度は、制限速度以下の範囲で、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じて設定される。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。このため、自動速度制御モードと同様に、第３走行経路が適用されるが、運転者の操作（ステアリングホイール、ブレーキ、アクセル）によっては、必ずしも第３走行経路に従って車両１が走行しない場合がある。

また、基本制御モード（オフモード）の選択時には、第３走行経路が適用される。基本制御モードは、基本的に、速度制限モードにおいて制限速度が設定されない状態と同様である。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態による車両制御システム１００において実行される障害物回避制御及びこれに伴う走行経路補正処理について説明する。図３は障害物回避制御の説明図、図４は障害物回避制御における障害物と車両との間のすれ違い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。
図３では、車両１は走行路（車線）７上を走行しており、走行路７の道路脇に駐車された別の車両３とすれ違って、車両３を追い抜こうとしている。なお、図３では、車両１のＥＣＵ１０は、走行路７の左側の境界線８Ｌ，右側の境界線８Ｒを検出している。

一般に、道路上又は道路付近の障害物（例えば、先行車、駐車車両、歩行者等）とすれ違うとき（又は追い抜くとき）、車両１の運転者は、進行方向に対して直交する横方向において、車両１と障害物との間に所定のクリアランス又は間隔（横方向距離）を保ち、且つ、車両１の運転者が安全と感じる速度に減速する。具体的には、先行車が急に進路変更したり、障害物の死角から歩行者が出てきたり、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、クリアランスが小さいほど、障害物に対する相対速度は小さくされる。

また、一般に、後方から先行車に近づいているとき、車両１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、所定の車間距離で両車両の間の相対速度はゼロとなる。これは、先行車が駐車車両であっても同様である。

このように、運転者は、障害物と車両１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１を運転している。

そこで、本実施形態では、図３に示すように、車両１は、車両１から検知される障害物（例えば、駐車車両３）に対して、障害物の周囲に（横方向領域、後方領域、及び前方領域にわたって）又は少なくとも障害物と車両１との間に、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。速度分布領域４０では、障害物の周囲の各点において、相対速度の許容上限値Ｖ_limが設定されている。本実施形態では、すべての運転支援モードにおいて、障害物に対する車両１の相対速度が速度分布領域４０内の許容上限値Ｖ_limを超えることを防止するための障害物回避制御が実施される。

図３から分かるように、速度分布領域４０は、障害物からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど（障害物に近づくほど）、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連結した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Ｖ_limが０ｋｍ／ｈ，２０ｋｍ／ｈ，４０ｋｍ／ｈ，６０ｋｍ／ｈに相当する。

なお、速度分布領域４０は、必ずしも障害物の全周にわたって設定されなくてもよく、少なくとも車両１が存在する障害物の横方向の一方側（図３では、車両３の右側領域）に設定されればよい。また、図３では、車両１が走行しない領域（走行路７の外部）にも速度分布領域４０が示されているが、走行路７上のみに速度分布領域４０を設定してもよい。更に、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速度分布領域４０を設定することができる。

図４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、障害物の横方向に設定される許容上限値Ｖ_limは、クリアランス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（Ｖ_lim＝ｋ（Ｘ−Ｄ₀）²。ただし、Ｘ≧Ｄ₀）。即ち、安全確保のため、クリアランスＸがＤ₀以下では車両１は相対速度がゼロとなる。一方、クリアランスＸがＤ₀以上では、クリアランスが大きくなるほど、車両１は大きな相対速度ですれ違うことが可能となる。

図４の例では、障害物の横方向における許容上限値は、Ｖ_lim＝ｆ（Ｘ）＝ｋ（Ｘ−Ｄ₀）²で定義されている。なお、ｋは、Ｘに対するＶ_limの変化度合いに関連するゲイン係数であり、障害物の種類等に依存して設定される。また、Ｄ₀も障害物の種類等に依存して設定される。

なお、本実施形態では、Ｖ_lim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、Ｖ_lim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４を参照して、障害物の横方向の許容上限値Ｖ_limについて説明したが、障害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、障害物からの方向に応じて設定することができる。

なお、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と障害物の相対速度、障害物の種類、車両１の進行方向、障害物の移動方向及び移動速度、障害物の長さ、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。

また、本実施形態において、障害物は、車両，歩行者，自転車，崖，溝，穴，落下物，静止物（道路に配置された固定物や構造体）等を含む。更に、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。

また、図３では、１つの障害物が存在する場合の速度分布領域が示されているが、複数の障害物が接近して存在している場合には、複数の速度分布領域が互いに重なり合う。このため、重なり合う部分では、図３に示したような略楕円形状の等相対速度線ではなく、より小さい許容上限値の方を優先して他方を除外するようにして、又は、２つの略楕円形を滑らかにつなげるようにして、等相対速度線が設定されることになる。

図３に示すように、車両１が走行路７上を走行しているとき、車両１のＥＣＵ１０は、車載カメラ２１から画像データに基づいて障害物（車両３）を検出する。このとき、障害物の種類（この場合は、車両、歩行者）が特定される。

また、ＥＣＵ１０は、ミリ波レーダ２２の測定データ及び車速センサ２３の車速データに基づいて、車両１に対する障害物（車両３）の位置及び相対速度並びに絶対速度を算出する。なお、障害物の位置は、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は、検知したすべての障害物（図３の場合、車両３）について、それぞれ速度分布領域４０を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、車両１の速度が速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように障害物回避制御を行う。このため、ＥＣＵ１０は、障害物回避制御に伴い、運転者の選択した運転支援モードに応じて適用された目標走行経路を補正する。

即ち、目標走行経路を車両１が走行すると、ある目標位置において目標速度が速度分布領域４０によって規定された許容上限値を超えてしまう場合には、回避モード選択スイッチ３８により選択されている回避モード（直線優先モード，中間モード，速度優先モード等）に応じて、走行経路補正処理により目標走行経路Ｒが補正される。これら回避モードに応じて算出される補正目標走行経路Ｒｃ（Ｒｃ１〜Ｒｃ３）は、補正前の目標走行経路Ｒに対する横方向への回避距離が異なって設定される。

なお、先行車が存在する場合、この先行車も障害物（車両３）を回避して走行する。よって、先行車追従モードにおいて先行車が存在する場合、選択されている目標走行経路（第２走行経路）を走行することにより、車両１も障害物を安全に回避可能と想定される。よって、先行車追従モードにおいて先行車が存在する場合には、走行経路補正処理を実行しない構成を採用してもよい。

直線優先モードは、目標位置を変更することなく目標速度を低下させるモードである（図３の経路Ｒｃ１）。速度優先モードは、目標速度を変更することなく目標位置を変更するモードであり、即ち、目標速度（又は設定速度）が許容上限値を超えないように迂回経路上に目標位置が変更される（図３の経路Ｒｃ３）。中間モードは、目標位置及び目標速度の両方が変更されるモードであり、補正目標位置が直線優先モードと速度優先モードの補正目標位置の間に位置し、補正目標速度が直線優先モードと速度優先モードの補正目標速度の間の値となる（図３の経路Ｒｃ２）。

ただし、いずれの回避モード選択時においても、障害物との衝突及び車線からの逸脱が防止されるように走行経路補正処理が実行される。よって、直線優先モード選択時において障害物（車両３）に衝突するおそれがある場合には、障害物を回避するため、横方向の移動が最小になるように目標位置も変更される。また、速度優先モード選択時において車線７を逸脱するおそれがある場合には、車線逸脱しないように補正目標位置が設定され、目標速度からの速度低下が最小になるように補正目標速度が設定される。

例えば、図３は、計算されていた目標走行経路Ｒが、走行路７の幅方向の中央位置（目標位置）を６０ｋｍ／ｈ（目標速度）で走行する経路であった場合を示している。この場合、前方に駐車車両３が障害物として存在するが、上述のように、目標走行経路Ｒの計算段階においては、計算負荷の低減のため、この障害物は考慮されていない。

目標走行経路Ｒを走行すると、車両１は、速度分布領域４０の等相対速度線ｄ，ｃ，ｂ，ｂ，ｃ，ｄを順に横切ることになる。即ち、６０ｋｍ／ｈで走行する車両１が等相対速度線ｄ（許容上限値Ｖ_lim＝６０ｋｍ／ｈ）の内側の領域に進入することになる。したがって、直線優先モード選択時には、ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒの各目標位置における目標速度を許容上限値Ｖ_lim以下に制限するように目標走行経路Ｒを補正して、補正後の目標走行経路Ｒｃ１を生成する。即ち、補正後の目標走行経路Ｒｃ１では、各目標位置において目標車速が許容上限値Ｖ_lim以下となるように、車両３に接近するに連れて目標速度が徐々に２０ｋｍ／ｈ未満に低下し、その後、車両３から遠ざかるに連れて目標速度が元の６０ｋｍ／ｈまで徐々に増加される。

また、速度優先モード選択時に計算される目標走行経路Ｒｃ３は、目標走行経路Ｒの目標速度（６０ｋｍ／ｈ）を変更せず、このため等相対速度線ｄ（相対速度６０ｋｍ／ｈに相当）の外側を走行するように設定された経路である。ＥＣＵ１０は、車線逸脱のおそれがない限り、目標走行経路Ｒの目標速度を維持するため、目標位置が等相対速度線ｄ上又はその外側に位置するように目標位置を変更するように目標走行経路Ｒを補正して、目標走行経路Ｒｃ３を生成する。したがって、目標走行経路Ｒｃ３の目標速度は、目標走行経路Ｒの目標速度であった６０ｋｍ／ｈに維持される。

また、中間モード選択時に計算される目標走行経路Ｒｃ２は、目標走行経路Ｒの目標位置及び目標速度の両方が変更された経路である。目標走行経路Ｒｃ２では、目標速度は、６０ｋｍ／ｈには維持されず、車両３に接近するに連れて徐々に４０ｋｍ／ｈまで低下し、その後、車両３から遠ざかるに連れて元の６０ｋｍ／ｈまで徐々に増加される。目標走行経路Ｒｃ２は、その目標位置及び目標速度が所定の条件を満たすように生成することができる。所定の条件とは、例えば、車両１の縦加減速度，横加速度がそれぞれ所定値以下であることや、走行路７から隣の車線への逸脱がないこと等である。

また、先行車追従モード，自動速度制御モード，速度制限モード，又は基本制御モードにおいて車両１が同一車線を走行中の先行車に追いついた場合にも、障害物回避制御が適用される。即ち、車両１が先行車に接近するにつれて、速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limに従って相対速度が小さくなるように車両１の車速が制限される。そして、車両１は、車両１と先行車の間の相対速度がゼロとなる等相対速度線ａの位置での車間距離を維持しつつ先行車に追従する。

また、先行車追従モードにおいて、車線両端部の検出の可否及び先行車の有無にかかわらず、且つ、選択されている回避モードにかかわらず、運転者によりステアリングホイールが操作されると、ＥＣＵ１０は、障害物との衝突及び車線逸脱のおそれがないと判断する場合には、ステアリングホイール操作に基づく車両１の横方向移動を許容する。例えば、障害物から離れる方向にステアリングホイールが操作される場合や、車両１から車線の境界線までの横方向距離が所定距離以上の場合、障害物との衝突及び車線逸脱のおそれがないと判断される。

一方、ＥＣＵ１０は、ステアリングホイール操作により、障害物との衝突及び車線逸脱のおそれがあると判断する場合には、ステアリングホイールに操作方向とは逆方向のアシストトルクを加えて、ステアリングホイールの操作を抑制する。

次に、図５〜図７を参照して、本実施形態による車両制御システム１００において実行される走行経路補正処理に含まれる接近処理について説明する。図５は直線優先モード選択時における接近処理後の補正目標走行経路の説明図、図６は中間モード選択時における接近処理後の補正目標走行経路の説明図、図７は速度優先モード選択時における接近処理後の補正目標走行経路の説明図である。

本実施形態では、走行車線の境界線が検出されていない場合には、走行経路補正処理において、接近処理が実行される。前出の図３では、追い抜きの際に車両１は車両３の右側を走行する。よって、車両３との衝突を回避するために、走行経路補正処理により計算される補正目標走行経路は、目標走行経路よりも横方向（右側）に位置する。しかしながら、図５〜図７では、車両１のＥＣＵ１０は、走行路７の境界線のうち、少なくとも車両３の右側に位置する境界線８Ｒを検出していない。よって、未検出の境界線８Ｒが考慮されない場合、補正目標走行経路が実際には境界線８Ｒを超えるおそれがある。

そこで、接近処理では、このような車線逸脱を防止するため、図３を参照して説明した補正目標走行経路（Ｒｃ１〜Ｒｃ３）を更に補正して、接近目標走行経路（Ｒｃ１_ａ〜Ｒｃ３_ａ）を算出する。即ち、境界線が検出されている場合（図３）に算出される補正目標走行経路と比べて、境界線が検出されていない場合（図５〜図７）に算出される接近目標走行経路は、横方向において車両３に近づくように計算される。

直線優先モード選択時に境界線（少なくとも境界線８Ｒ）が検出されていない場合、図５に示すように、接近目標走行経路Ｒｃ１_ａが算出される。接近目標走行経路Ｒｃ１_ａは、車両３の横方向位置において補正目標走行経路Ｒｃ１よりも車両３に接近する。図５の例では、横方向における車両１と車両３との最接近距離が所定接近距離（例えば５０ｃｍ）である。所定接近距離は安全距離以上に設定されている。また、接近目標走行経路Ｒｃ１_ａの（接近）目標速度は、速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように再計算され、補正目標走行経路Ｒｃ１よりも小さく設定される。

また、中間モード選択時に境界線（少なくとも境界線８Ｒ）が検出されていない場合、図６に示すように、接近目標走行経路Ｒｃ２_ａが算出される。接近目標走行経路Ｒｃ２_ａは、車両３の横方向位置において補正目標走行経路Ｒｃ２よりも車両３により接近する。図６の例では、補正目標走行経路Ｒｃ２は、目標走行経路Ｒに対して、最大で回避距離Ｌ２だけ横方向に変位している。接近処理が実行されると、接近目標走行経路Ｒｃ２_ａは、目標走行経路Ｒに対して、最大で接近回避距離Ｌ２_ｒ（＝ｄ・Ｌ２）だけ横方向に変位するように設定される。この例では、係数ｄは０．２５である。しかし、これに限らず、係数ｄを、０から１の間（０＜ｃ＜１）で任意に設定することができる。また、（接近）目標位置の設定に伴い、各（接近）目標位置に対応する（接近）目標速度も速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように再計算される。また、これに限らず、直線優先モードと同様に、横方向における車両１と車両３との最接近距離が所定接近距離となるように接近目標走行経路Ｒｃ２_ａを計算してもよい（即ち、Ｒｃ２_ａ＝Ｒｃ１_ａ）。

また、速度優先モード選択時に境界線（少なくとも境界線８Ｒ）が検出されていない場合、図７に示すように、接近目標走行経路Ｒｃ３_ａが算出される。接近目標走行経路Ｒｃ３_ａは、車両３の横方向位置において補正目標走行経路Ｒｃ３よりも車両３により接近する。図７の例では、補正目標走行経路Ｒｃ３は、目標走行経路Ｒに対して、最大で回避距離Ｌ３だけ横方向に変位している。接近処理が実行されると、接近目標走行経路Ｒｃ３_ａは、目標走行経路Ｒに対して、最大で接近回避距離Ｌ３_ｒ（＝ｄ・Ｌ３）だけ横方向に変位するように設定される。この例では、係数ｄは０．２５である。しかし、これに限らず、係数ｄを、０から１の間（０＜ｃ＜１）で任意に設定することができる。また、（接近）目標位置の設定に伴い、各（接近）目標位置に対応する（接近）目標速度も速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように再計算される。また、これに限らず、直線優先モードと同様に、横方向における車両１と車両３との最接近距離が所定接近距離となるように接近目標走行経路Ｒｃ３_ａを計算してもよい（即ち、Ｒｃ３_ａ＝Ｒｃ１_ａ）。したがって、速度優先モードが選択されていても、境界線が検出されない場合には、接近目標走行経路Ｒｃ３_ａは、車両１の現在の速度よりも小さい（接近）目標速度を含む。なお、上記係数ｄは、各回避モードにおいて同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

また、先行車追従モードにおいて、車線両端部の検出の可否及び先行車の有無にかかわらず、且つ、選択されている回避モードにかかわらず、運転者により、ステアリングホイールが操作されると、ＥＣＵ１０は、障害物との衝突のおそれがないと判断する場合には、ステアリングホイール操作に基づく車両１の横方向移動を許容する。例えば、障害物から離れる方向にステアリングホイールが操作される場合、障害物との衝突及び車線逸脱のおそれがないと判断される。しかしながら、これらの判断をすることなく、いずれの方向のステアリングホイールの操作も無効にして、ステアリングホイール操作に基づく車両１の横方向移動を禁止するように構成してもよい。

次に、図８及び図９を参照して、本実施形態の車両制御システム１００における運転支援制御の処理フローを説明する。図８は運転支援制御の処理フローであり、図９は走行経路補正処理の処理フローである。

ＥＣＵ１０は、図８の処理フローを所定時間（例えば、０．１秒）ごとに繰り返して実行している。まず、ＥＣＵ１０は、情報取得処理を実行する（Ｓ１１）。情報取得処理において、ＥＣＵ１０は、測位システム２９及びナビゲーションシステム３０から、現在車両位置情報及び地図情報を取得し（Ｓ１１ａ）、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車速センサ２３，加速度センサ２４，ヨーレートセンサ２５，運転者操作部３５等からセンサ情報を取得し（Ｓ１１ｂ）、操舵角センサ２６，アクセルセンサ２７，ブレーキセンサ２８，把持センサ３４等からスイッチ情報を取得する（Ｓ１１ｃ）。

次に、ＥＣＵ１０は、情報取得処理（Ｓ１１）において取得した各種の情報を用いて所定の情報検出処理を実行する（Ｓ１２）。情報検出処理において、ＥＣＵ１０は、現在車両位置情報及び地図情報並びにセンサ情報から、車両１の周囲及び前方エリアにおける走行路形状に関する走行路情報（直線区間及びカーブ区間の有無，各区間長さ，カーブ区間の曲率半径，車線幅，車線両端部位置，車線数，交差点の有無，カーブ曲率で規定される制限速度等）、走行規制情報（制限速度、赤信号等）、障害物情報（先行車や障害物の有無，位置，速度等）、先行車軌跡情報（先行車の位置及び速度）を検出する（Ｓ１２ａ）。

また、ＥＣＵ１０は、スイッチ情報から、運転者による車両操作に関する車両操作情報（操舵角，アクセルペダル踏み込み量，ブレーキペダル踏み込み量，ステアリングホイールの把持力等）を検出し（Ｓ１２ｂ）、更に、スイッチ情報及びセンサ情報から、車両１の挙動に関する走行挙動情報（車速、加減速度、横加速度、ヨーレート等）を検出する（Ｓ１２ｃ）。

次に、ＥＣＵ１０は、計算により得られた情報に基づいて、走行経路計算処理を実行する（Ｓ１３）。走行経路計算処理では、上述のように、第１走行経路の計算処理（Ｓ１３ａ）、第２走行経路の計算処理（Ｓ１３ｂ）、第３走行経路の計算処理（Ｓ１３ｃ）がそれぞれ実行される。

第１走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、設定車速，車線両端部，車線幅，制限速度，車速，加減速度，ヨーレート，操舵角，横加速度等に基づいて、直線区間では車線中央付近を走行するように、カーブ区間では旋回半径が大きくなるようにカーブのイン側を走行するように、且つ、設定車速，交通標識による制限車速，及びカーブ曲率により規定される制限車速のうち最も低速な速度を上限速度とするように、所定期間分（例えば、２〜４秒）の走行経路Ｒ１（目標位置Ｐ１_ｋ及び目標速度Ｖ１_ｋ）を計算する。

また、第２走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、センサ情報等から取得した先行車の先行車軌跡情報（位置及び速度）から、先行車と車両１との間に所定の車間距離を維持しつつ、車間距離を走行する時間分だけ遅れて先行車の挙動（位置及び速度）に追従するように、所定期間分の走行経路Ｒ２を計算する。

また、第３走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、車両操作情報，走行挙動情報等に基づいて、現在の車両１の挙動から推定される所定期間分の走行経路Ｒ３を計算する。

次に、ＥＣＵ１０は、計算した３つの走行経路から１つの目標走行経路を選択する走行経路選択処理を実行する（Ｓ１４）。この処理では、ＥＣＵ１０は、上述のように、運転者がモード選択スイッチ３６により選択している運転支援モードに加えて、車線両端部の検出の可否、先行車の有無に基づいて、１つの目標走行経路を選択する（図２参照）。

更に、ＥＣＵ１０は、選択した目標走行経路の補正処理を実行する（Ｓ１５）。この走行経路補正処理では、ＥＣＵ１０は、障害物情報（例えば、図３に示した駐車車両３）に基づいて、図３，図５〜図７を参照して上述したように、目標走行経路を補正する。走行経路補正処理では、原則的に選択されている運転支援モードに応じて、速度制御及び／又はステアリング制御により、車両１に障害物を回避させる、又は先行車を追従させるように、走行経路が補正される。

次に、ＥＣＵ１０は、選択されている運転支援モードに応じて、車両１が最終的に算出された走行経路上を走行するように、該当する制御システム（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）へ要求信号を出力する（Ｓ１６）。

次に、図９を参照して、図８の走行経路補正処理（Ｓ１５）の詳細な処理フローを説明する。
まず、ＥＣＵ１０は、障害物情報から車両１の前方に障害物が存在するか否かを判定する（Ｓ２１）。障害物が存在しない場合（Ｓ２１；Ｎｏ）、ステップＳ１４で選択された目標走行経路を補正することなく処理を終了する。一方、障害物が存在する場合（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、検出した障害物に対して速度分布領域を設定し（Ｓ２２）、更に回避モード選択信号を読み込む（Ｓ２３）。ＥＣＵ１０は、回避モード選択信号により、回避モードを特定する。

次に、ＥＣＵ１０は、走行路情報から走行車線の両側の境界線が検出されているか否かを判定する（Ｓ２４）。なお、ステップＳ２４では、目標走行経路の両側の境界線のうち、障害物が存在しない側の境界線（即ち、障害物に対して目標走行経路が存在する側の境界線、又は、車両１が逸脱するおそれがある回避側の境界線）のみを検出対象としてもよい。即ち、目標走行経路に対して障害物が存在する側（障害物に対して目標走行経路が存在しない側）の境界線の検出の可否は判定しなくてもよい。

境界線が検出されている場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、補正目標走行経路を算出して（Ｓ２５）、処理を終了する。即ち、ＥＣＵ１０は、図３を参照して説明したように、ステップＳ１４で選択された目標走行経路Ｒの目標速度が、速度分布領域の許容上限値を超えないように、選択されている回避モードに応じて目標走行経路Ｒを補正して、補正目標走行経路を算出する。なお、上述のように、先行車追従モードで先行車が存在している場合には、ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒ（第２走行経路）を補正することなくそのまま出力してもよい。

一方、境界線が検出されていない場合（Ｓ２４；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、接近目標走行経路を算出して（Ｓ２７）、処理を終了する。即ち、ＥＣＵ１０は、図５〜図７を参照して説明したように、選択されている回避モードに応じて、補正目標走行経路よりも障害物に接近する接近目標走行経路を算出する。なお、上述のように、先行車追従モードで先行車が存在している場合には、ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒ（第２走行経路）を補正することなくそのまま出力してもよい。

なお、ステップＳ２７において、選択されている回避モードにかかわらず、直線優先モードを選択されている回避モードとして、接近目標走行経路を算出するように構成してもよい。

次に、図１０〜図１３を参照して、本実施形態の車両制御システムの改変例について説明する。図１０は直線優先モード選択時における制限処理後の補正目標走行経路の説明図、図１１は中間モード選択時における制限処理後の補正目標走行経路の説明図、図１２は速度優先モード選択時における制限処理後の補正目標走行経路の説明図、図１３は走行経路補正処理の処理フローである。

上記実施形態では、通常の補正目標走行経路算出処理（Ｓ２５）又は接近処理（Ｓ２７）が選択的に実施されるのに対し、この改変例では、さらに制限処理（図１３のＳ２８）を加えた３つの処理から１つの処理が選択的に実施される。

制限処理も接近処理と同様に、車線の境界線が検出されない場合に車線逸脱を防止するためのものである。制限処理は、補正目標走行経路（Ｒｃ１〜Ｒｃ３）を更に補正して、制限目標走行経路（Ｒｃ１_ｒ〜Ｒｃ３_ｒ）を算出する。即ち、境界線が検出されている場合に算出される補正目標走行経路（図３）と比べて、境界線が検出されていない場合に算出される制限目標走行経路（図１０〜図１２）は、目標走行経路Ｒに対する横方向の移動距離（回避距離）が小さく制限される。

直線優先モード選択時に境界線（少なくとも境界線８Ｒ）が検出されていない場合、図１０に示すように、制限目標走行経路Ｒｃ１_ｒが算出される。図１０の例では、目標走行経路Ｒ上の目標位置が車両３から少なくとも安全距離以上離れているので、補正目標走行経路Ｒｃ１は、目標走行経路Ｒに対して横方向へ移動されていない。ただし、補正目標走行経路Ｒｃ１の（補正）目標速度は、速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように再計算される。よって、この例では、制限目標走行経路Ｒｃ１_ｒも、補正目標走行経路Ｒｃ１に対して横方向位置を変更する必要が無い。

一方、車両３との衝突を回避するために、補正目標走行経路Ｒｃ１が目標走行経路Ｒに対して所定の回避距離だけ横方向へ移動されている場合には、制限目標走行経路Ｒｃ１_ｒは、各目標位置の横方向の回避距離が補正目標走行経路Ｒｃ１よりも小さく制限される。例えば、車両３に対して安全距離以上離間する限りにおいて、制限目標走行経路Ｒｃ１_ｒの制限された回避距離を、対応する各目標位置において、補正目標走行経路Ｒｃ１の目標走行経路Ｒに対する回避距離に係数ｃ（０＜ｃ＜１）を乗じた値に設定することができる。また、これに限らず、各目標位置における回避距離を、所定値（例えば、５０ｃｍ）以下に制限してもよい（回避距離≦所定値）。この場合、回避距離が所定値を超えていなければ制限目標走行経路Ｒｃ１_ｒは補正目標走行経路Ｒｃ１から変更されない。

また、中間モード選択時に境界線（少なくとも境界線８Ｒ）が検出されていない場合、図１１に示すように、制限目標走行経路Ｒｃ２_ｒが算出される。図１１の例では、補正目標走行経路Ｒｃ２は、目標走行経路Ｒに対して、最大で回避距離Ｌ２だけ横方向に変位している。制限処理が実行されると、制限目標走行経路Ｒｃ２_ｒは、目標走行経路Ｒに対して、最大で制限回避距離Ｌ２_ｒ（＝ｃ・Ｌ２）だけ横方向に変位するように設定される。この例では、係数ｃは０．５である。しかし、これに限らず、係数ｃを、０から１の間（０＜ｃ＜１）で任意に設定することができる。また、（制限）目標位置の設定に伴い、各（制限）目標位置に対応する（制限）目標速度も速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように再計算される。また、これに限らず、直線優先モードと同様に、各目標位置における回避距離を、所定値（例えば、５０ｃｍ）以下に制限してもよい（回避距離≦所定値）。この場合、回避距離が所定値を超えていなければ制限目標走行経路Ｒｃ２_ｒは補正目標走行経路Ｒｃ２から変更されない。

また、速度優先モード選択時に境界線（少なくとも境界線８Ｒ）が検出されていない場合、図１２に示すように、制限目標走行経路Ｒｃ３_ｒが算出される。図１２の例では、補正目標走行経路Ｒｃ３は、目標走行経路Ｒに対して、最大で回避距離Ｌ３だけ横方向に変位している。これに対して、制限処理が実行されることにより、制限目標走行経路Ｒｃ３_ｒは、目標走行経路Ｒに対して、最大で制限回避距離Ｌ３_ｒ（＝ｃ・Ｌ３）だけ横方向に変位するように設定される。係数ｃは中間モード選択時の係数と同様である。また、（制限）目標位置の設定に伴い、各（制限）目標位置に対応する（制限）目標速度も速度分布領域４０の許容上限値Ｖ_limを超えないように再計算される。したがって、速度優先モードが選択されていても、境界線が検出されない場合には、制限目標走行経路Ｒｃ３_ｒは、車両１の現在の速度よりも小さい（制限）目標速度を含む。また、直線優先モードと同様に、各目標位置における回避距離を、所定値（例えば、５０ｃｍ）以下に制限してもよい（回避距離≦所定値）。この場合、回避距離が所定値を超えていなければ制限目標走行経路Ｒｃ３_ｒは補正目標走行経路Ｒｃ３から変更されない。

なお、上記係数ｃは、各回避モードにおいて同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、回避距離の上限値を規定する上記所定値は、各回避モードにおいて同じ値（例えば、５０ｃｍ）であってもよいし、異なる値（直進優先モード：３０ｃｍ、中間モード：４０ｃｍ、速度優先モード：５０ｃｍ）であってもよい。

本実施形態では、接近目標走行経路（図５〜図７参照）と制限目標走行経路（図１０〜図１２参照）を、各回避モードで比較すると、制限目標走行経路よりも接近目標走行経路の方が、より障害物（車両３）に接近した経路（より境界線から離れた経路）を走行することになる。このため、車両１が制限目標走行経路に沿って走行するよりも、接近目標走行経路に沿って走行する方が、車両３を追い抜く際により減速されるが、車線７を逸脱するおそれはより低減される。

次に、図１３を参照して、改変例にかかる走行経路補正処理（Ｓ１５）の詳細な処理フローを説明する。
ステップＳ２１〜Ｓ２５は、図９と同様であるので、重複する説明は省略する。
ステップＳ２４において、境界線が検出されていない場合（Ｓ２４；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、センサ情報又はスイッチ情報に基づいて、所定条件が成立しているか否かを判定する（Ｓ２６）。

所定条件が成立している場合（Ｓ２６；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、接近目標走行経路を算出して（Ｓ２７）、処理を終了する。即ち、ＥＣＵ１０は、図５〜図７を参照して説明したように、選択されている回避モードに応じて、補正目標走行経路よりも障害物に接近した接近目標走行経路を算出する。なお、上述のように、先行車追従モードで先行車が存在している場合には、ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒ（第２走行経路）を補正することなくそのまま出力してもよい。

所定条件は、例えば、障害物が静止物であるか否か、車両１の車速（絶対速度）が所定速度（例えば、３０ｋｍ／ｈ）以下であるか否か、運転者がステアリングホイールを握っていないか握っているか（ステアリングホイールの把持力が所定値以下か否か）、又はこれらの組み合わせである。即ち、これら条件が成立している場合、車両１はより障害物に接近した経路を走行することが可能である。

例えば、障害物が静止物（例えば、停車車両，電柱等）である場合は、障害物が動かないため接近しても衝突するおそれが低い。また、車速が所定速度以下の低速である場合は、障害物への接近に伴う車両１の減速幅が小さく、運転者に違和感を与えにくい。また、運転者がステアリングホイールを握っていない場合は、車線逸脱を確実に防止する必要がある。なお、運転者がステアリングホイールを握っている場合は、車線逸脱防止のための運転者自身による回避操作（操舵）が期待される。よって、これらの場合には、障害物により接近する接近目標走行経路を走行することにより、確実に車線逸脱を回避することができる。

一方、所定条件が成立していない場合（Ｓ２６；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、制限目標走行経路を算出して（Ｓ２８）、処理を終了する。即ち、ＥＣＵ１０は、図１０〜図１２を参照して説明したように、選択されている回避モードに応じて、補正目標走行経路の横方向の回避距離を小さく設定した制限目標走行経路を算出する。なお、上述のように、先行車追従モードで先行車が存在している場合には、ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒ（第２走行経路）を補正することなくそのまま出力してもよい。

なお、ステップＳ２７において、選択されている回避モードにかかわらず、直線優先モードを選択されている回避モードとして、制限目標走行経路を算出するように構成してもよい。

次に、本実施形態の車両制御システムの作用について説明する。
本実施形態は、車両１が走行する車線７の目標走行経路Ｒを設定する車両制御装置（ＥＣＵ１０）であって、目標走行経路Ｒは、目標位置及び目標速度を含み、車線７上に障害物（車両３）が存在する場合（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、障害物３と車両１との間に、障害物３に対する車両１の相対速度の許容上限値Ｖ_limの分布を規定する速度分布領域４０を設定し、車両１の相対速度が許容上限値Ｖ_limを超えず、且つ、車両１が障害物３を回避するように、目標走行経路Ｒを補正して補正目標走行経路Ｒｃを計算する走行経路補正処理（Ｓ１５）を実行するように構成されており、走行経路補正処理は、車線７の境界線（８Ｌ，８Ｒ）が検出されていない場合（Ｓ２４；Ｎｏ）には、境界線が検出されている場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ）と比べて、横方向において障害物３に近づくように補正目標走行経路（接近目標走行経路Ｒｃ１_ａ〜Ｒｃ３_ａ）を計算する接近処理（Ｓ２７）を含むことを特徴とする。

これにより本実施形態では、車線７の境界線が検出されていない場合には、境界線が検出されている場合よりも障害物３に近づくように、補正目標走行経路が計算される。これにより、車線７の境界線が検出されていない場合であっても、障害物３を回避しつつ、車両１が車線を逸脱するおそれを低減することができる。

また、本実施形態では、走行経路補正処理（Ｓ１５）は、車線７の境界線が検出されていない場合（Ｓ２４；Ｎｏ）には、境界線が検出されている場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ）と比べて、目標走行経路Ｒに対する横方向への回避距離（Ｌ２_ｒ，Ｌ３_ｒ）が小さく制限された補正目標走行経路（制限目標走行経路Ｒｃ１_ｒ〜Ｒｃ３_ｒ）を計算する制限処理（Ｓ２８）を更に含み、所定条件に応じて、接近処理と制限処理のいずれかが実行される。
これにより本実施形態では、所定条件に応じて接近処理と制限処理のいずれかにより補正目標走行経路を計算することができる。

また、本実施形態では、所定条件は、障害物の種類であり、障害物が静止物の場合には接近処理（Ｓ２７）が実行される。静止物（例えば、停車車両、電柱等）の場合は、障害物３に接近しても衝突のおそれは極めて低い。よって、この場合は、接近処理（Ｓ２７）を実行することにより、障害物により近づくように補正目標走行経路（接近目標走行経路）を計算することができる。

また、本実施形態では、所定条件は、車両１の車速であり、車両１の車速が所定車速（例えば、３０ｋｍ／ｈ）以下の場合には接近処理（Ｓ２７）が実行される。車両１が障害物３に接近する際に速度分布領域４０に基づいて車速が減速されるが、車速が所定車速以下の低速の場合には減速幅が小さい。よって、この場合は、運転者に違和感を与えることなく、車線逸脱のおそれを低減することができる。

また、本実施形態では、所定条件は、車両１のステアリングホイールに対する把持力の大きさであり、把持力が所定値以下の場合には接近処理（Ｓ２７）が実行される。運転者がステアリングホイールを握っていない場合には、運転者自身の操舵による車線逸脱回避操作が期待できない。よって、この場合は、接近処理（Ｓ２７）により、障害物３により近づく補正目標走行経路（接近目標走行経路）を計算することにより、車線逸脱のおそれを抑制することができる。

１車両
３車両（障害物）
７車線（走行路）
８Ｌ，８Ｒ境界線
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
Ｒ目標走行経路
Ｒｃ１〜Ｒｃ３補正目標走行経路
Ｒｃ１_ａ〜Ｒｃ３_ａ接近目標走行経路
Ｒｃ１_ｒ〜Ｒｃ３_ｒ制限目標走行経路

Claims

車両が走行する車線の目標走行経路を設定する車両制御装置であって、
前記目標走行経路は、目標位置及び目標速度を含み、
前記車線上に障害物が存在する場合、前記障害物と前記車両との間に、前記障害物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、この速度分布領域における許容上限値は前記障害物から距離が離れるほど大きくなるように設定され、前記速度分布領域内において前記車両の相対速度が前記許容上限値を超えず、且つ、前記車両が前記障害物を回避するように、前記目標走行経路を補正して前記速度分布領域内を前記車両が走行するための補正目標走行経路を計算する走行経路補正処理を実行するように構成されており、
前記走行経路補正処理は、前記車線の境界線が検出されていない場合には、前記補正目標走行経路よりも横方向において前記障害物に近づくように補正目標走行経路を更に補正して接近目標走行経路を計算する接近処理を含む、車両制御装置。
前記走行経路補正処理は、前記車線の境界線が検出されていない場合には、前記目標走行経路に対する横方向への回避距離が前記補正目標走行経路よりも小さく制限された制限目標走行経路を計算する制限処理を更に含み、前記接近目標走行経路の方が前記制限目標走行経路よりも前記障害物に接近した経路であり、
所定条件に応じて、前記接近処理と前記制限処理のいずれかが実行される、請求項１に記載の車両制御装置。
前記所定条件は、前記障害物の種類であり、
前記障害物が静止物の場合には前記接近処理が実行される、請求項２に記載の車両制御装置。
前記所定条件は、前記車両の車速であり、
前記車両の車速が所定車速以下の場合には前記接近処理が実行される、請求項２に記載の車両制御装置。
前記所定条件は、前記車両のステアリングホイールに対する把持力の大きさであり、
前記把持力が所定値以下の場合には前記接近処理が実行される、請求項２に記載の車両制御装置。