JP6550663B2 - 車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムに関する。

従来、動力源を有する車両の車輪に付与する制動力を制御する車両の制動制御装置において、前記動力源から前記車輪に伝達される駆動力による前記車両の発進に先立つ前記車両の停止状態の維持のための制動力を、前記駆動力の大きい車輪を制動せずに前記駆動力の小さい車輪を制動することにより制御する制動力制御手段を備えている車両の制動制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９９１５４号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術では、制動力の出力によって一度車両が停止してから、駆動力が車両を発進させる値に到達した場合に制動力を解除しており、車両の置かれた状況によっては応答性が悪く感じられる場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、車両を応答性よく制御することができる車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムを提供することを目的の一つとする。

請求項１記載の発明は、車両の進行方向の状況を認識する周辺状況認識部と、前記周辺状況認識部により認識された前記車両の進行方向の状況に応じてブレーキ装置にブレーキ力を付与させると共に、前記車両の加速時に前記ブレーキ力を解除させる自動ブレーキ制御部であって、前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作の後、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除する自動ブレーキ制御部とを備える車両制御装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両制御装置であって、前記自動ブレーキ制御部は、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力の単位時間あたりの弱め量を大きくして前記ブレーキ力を解除するものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の車両制御装置であって、車両が置かれた道路の勾配の情報を取得する取得部を更に備え、前記自動ブレーキ制御部は、前記車両が上り勾配上に存在する場合に、前記ブレーキ装置に、前記車両が後退することを抑制するためのブレーキ力を付与させるものである。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御装置であって、前記自動ブレーキ制御部は、前記周辺状況認識部により認識された、前記車両の進行方向の物体に対応して前記ブレーキ装置にブレーキ力を付与させるものであり、前記物体が加速を開始したことに応じて前記加速制御または加速操作が行われた場合に、前記車両の車速が増加したことに応じて前記ブレーキ力を解除するものである。

請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載の車両制御装置であって、前記自動ブレーキ制御部は、前記車両の駆動力が所定値を超える前に前記車両の車速が増加した場合は前記車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除するものである。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の車両制御装置であって、前記自動ブレーキ制御部は、前記周辺状況認識部により認識された、前記車両の進行方向に存在し、前記車両と同じ方向に走行する先行車両の停止に対応して前記車両を停止させるように前記ブレーキ装置にブレーキ力を付与させるものである。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の車両制御装置であって、前記自動ブレーキ制御部は、前記車両から前記先行車両までの距離が所定距離以上となった場合に、前記先行車両が発進したと判断するものである。

請求項８記載の発明は、車両が置かれた道路の勾配の情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された勾配の情報に基づいて、車両が上り勾配上に存在すると判定される場合に、ブレーキ装置に、前記車両が後退することを抑制するためのブレーキ力を付与させると共に、前記車両の発進に応じて前記ブレーキ力を解除させる自動ブレーキ制御部であって、前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作が行われた場合は、前記車両の発進のために前記上り勾配によって生じる前記車両を後退させようとすると力と釣り合う駆動力を前記車両の動力源が出力する前に、前記ブレーキ力を解除する、自動ブレーキ制御部とを備える車両制御装置である。

請求項９記載の発明は、請求項１から８のうちいずれか１項記載の車両制御装置であって、前記ブレーキ力の解除は、前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作が行われたときから徐々にされるものであり、前記車両の車速が増加する前に比して前記ブレーキ力の時間当たりの弱め量を大きくするものである。

請求項１０記載の発明は、車載コンピュータが、車両の進行方向の状況を認識する周辺状況認識部により認識された前記車両の進行方向の状況に応じてブレーキ装置にブレーキ力を付与させると共に、前記車両の加速時に前記ブレーキ力を解除し、前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作の後、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除する車両制御方法である。

請求項１１記載の発明は、車載コンピュータに、車両の進行方向の状況を認識する周辺状況認識部により認識された前記車両の進行方向の状況に応じてブレーキ装置にブレーキ力を付与させると共に、前記車両の加速時に前記ブレーキ力を解除させ、前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作の後、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除させる車両制御プログラムである。

請求項１から６、および８から１１記載の発明によれば、車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作が行われた場合に、前記車両の車速が増加したことに応じて前記ブレーキ力を解除することにより車両を応答性よく制御するができる。

請求項７記載の発明によれば、車間距離を十分に確保することにより、先行車両が発進後に、減速したり、停止したりした場合に、余裕をもって自車両を制御することができる。

車両制御システム１の機能構成の一例を示す図である。 車両制御装置３０により実行される処理による各種状態の変化を示すタイミングチャートである。 車両制御装置３０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 実施例、および比較例のそれぞれにおいて、先行車両および自車両Ｍの挙動の一例を示す図である。 車両が停止している状態にて先行車両が発進した場合における車両制御装置３０により実行される処理による各種状態の変化を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態の車両制御システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の車両制御装置、車両制御方法、および車両制御プログラムの実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、車両制御システム１の機能構成の一例を示す図である。車両制御システム１は、例えば、レーダ装置１０と、カメラ１２と、車速センサ１４と、加速度センサ１６と、アクセル開度センサ１８と、入力受付部２０と、車両制御装置３０と、走行駆動装置５０と、ブレーキ装置５２とを備える。

レーダ装置１０は、例えば、車両制御システム１が搭載された車両（以下、自車両）のバンパーや、フロントグリル等の周辺に設けられる。レーダ装置１０は、例えば、自車両の前方（進行方向）にミリ波を放射し、放射したミリ波が物体に当たって反射した反射波を受信し、受信した反射波を解析することにより、物体の位置を特定する。物体の位置は、例えば自車両から物体までの距離を少なくとも含み、その他、自車両に対する物体の方位や横位置等を含んでもよい。レーダ装置１０は、例えばＦＭ−ＣＷ（Frequency−Modulated Continuous Wave）方式によって物体の位置を検出し、検出結果を車両制御装置３０に出力する。

カメラ１２は、ＣＣＤ（Charge Couple Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ１２は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ１２は、例えば、周期的に繰り返し自車両の前方を撮像し、撮像した画像を車両制御装置３０に出力する。カメラ１２は、１台に限らず、自車両に複数設けられてもよいし、複数のカメラを含むステレオカメラであってもよい。

車速センサ１４は、自車両の各車輪に取り付けられ車輪の回転速度を検出する車輪速センサと、車輪速センサにより検出された検出値を統合して車速信号を生成するコントローラとを含む。車速センサ１４は、自車両の走行速度を検出し、検出した走行速度を示す車速信号を車両制御装置３０に出力する。

加速度センサ１６は、自車両の前後（走行）方向における加速度を検出し、検出した加速度を車両制御装置３０に出力する。また、加速度センサ１６は、二軸式の加速度センサであってもよい。

アクセル開度センサ１８は、自車両の乗員（運転者）によって操作され、自車両を加速させる指示を自車両の乗員から受け付ける操作子であるアクセルペダルに対する操作に応じたアクセルペダルの開度（アクセル開度）を取得する。アクセル開度センサ１８は、取得したアクセル開度を車両制御装置３０に出力する。

入力受付部２０は、例えば、運転席周辺に設けられた専用の機械式スイッチである。また、入力受付部２０は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチなどであってもよい。入力受付部２０は、アクセルペダルとは別に設けられ、車両を加速させる指示を車両の乗員から受け付ける。

車両制御装置３０は、例えば、周辺状況認識部３２と、勾配取得部３４と、自動ブレーキ制御部３６と、走行支援部４２とを備える。周辺状況認識部３２、勾配取得部３４、自動ブレーキ制御部３６、および走行支援部４２のうち、一部または全部は、プロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらのうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。また、車両制御装置３０に含まれる各機能部は、複数のコンピュータ装置によって分散化されたものであってもよい。

周辺状況認識部３２は、レーダ装置１０の検出結果を取得し、取得した結果に基づいて、先行車両の位置や速度等を認識する。先行車両とは、自車両と同じ車線において自車両の直前を自車両と同じ方向に走行する車両または自車両の直前に停止している車両であって、自車両から所定距離以内に存在する車両である。「同じ方向に」とは厳密に同じ移動ベクトルを有するという意味ではなく、カーブなどによる方向のズレは許容されてよい。

また、周辺状況認識部３２は、カメラ１２により撮像された画像を取得し、取得した画像を解析することにより、先行車両の位置や速度等を認識してもよい。更に、周辺状況認識部３２は、レーダ装置１０によって特定された先行車両の位置のうち自車両からの距離を重視すると共に、カメラ１２により撮像された画像解析によって特定された位置のうち方位または横位置を重視する傾向で、これらの位置を統合し、物体の位置を認識してもよい。また、車両制御システム１は、レーダ装置１０に代えて（または、加えて）レーザレーダ、超音波センサ等のセンサを備え、周辺状況認識部３２は、これらのセンサから取得した情報に基づいて、物体の位置を認識してもよい。

また、周辺状況認識部３２は、車車間通信や、道路を走行する車両を検出するセンサから取得した情報に基づいて、先行車両の位置や速度等を検出してもよい。この場合、車両制御システム１は、他の車両や、道路を走行する車両を検出するセンサ等と通信する通信部を備える。

勾配取得部３４は、例えば、自車両が置かれた道路の勾配を導出して取得する。例えば、勾配取得部３４は、加速度センサ１６により出力された加速度から、車速センサ１４により検出される車速を微分して得られる進行方向の加速度等を差し引いて求められる、静止状態の加速度に基づいて、路面の勾配を導出する。また、勾配取得部３４は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機によって自車両の位置情報を特定し、特定した位置情報と、道路の勾配の情報を含む地図情報とに基づいて、自車両が置かれた道路の勾配の情報を取得してもよい。この場合、車両制御システム１は、例えば、不図示のＧＮＳＳ受信機と、道路の勾配の情報を含む地図情報が格納された記憶部を備える。勾配取得部３４は、自車両が置かれた道路の勾配の情報を取得する「取得部」の一例である。

自動ブレーキ制御部３６は、例えば、ブレーキ力付与部３８、およびブレーキ力解除部４０を含む。自動ブレーキ制御部３６は、自車両の進行方向の状況や、自車両の挙動等に応じてブレーキ力を決定し、決定したブレーキ力に関する情報を走行支援部４２に出力する。ブレーキ力付与部３８は、周辺状況認識部３２により認識された自車両の進行方向の状況に応じて、ブレーキ装置５２にブレーキ力を付与させるための制御信号を、走行支援部４２に出力する。車両の進行方向の状況とは、先行車両の減速や停止などの挙動や、停止を示す情報を出力する信号の変化、前方の渋滞等の交通状況等である。

ブレーキ力解除部４０は、自車両の加速時に、ブレーキ力付与部３８によって出力が指示されたブレーキ力を、ブレーキ装置５２に解除させるための制御信号を、走行支援部４２に出力する。解除とは、ブレーキ力を瞬時にゼロにすることに限らず、ブレーキ力を徐々に低下させることを含む。ブレーキ力解除部４０は、車両が減速しており、且つ車両が停止する前において加速制御または加速操作が行われた場合に、ブレーキ装置５２に、車両の車速が増加したときに車速が増加する前に比してブレーキ力の時間当たりの弱め量を大きくさせる。ブレーキ力付与部３８、およびブレーキ力解除部４０の機能の詳細については後述する。

走行支援部４２は、車速センサ１４の検出結果や、周辺状況認識部３２により認識された先行車両などの物体の位置、自動ブレーキ制御部３６により決定されたブレーキ力等に基づいて、自車両を制御する。例えば、走行支援部４２は、自車両と認識された先行車両との車間距離を一定に保つように走行駆動装置５０またはブレーキ装置５２を制御する車間距離制御を行う。走行支援部４２が、例えば、車間距離制御において自車両を加速させる制御は、「加速制御」の一例である。

また、走行支援部４２は、アクセル開度が所定の開度以上になったことをアクセル開度センサ１８から取得した場合、走行駆動装置５０を制御して、駆動力を上昇させて自車両を加速させてもよい。また、走行支援部４２は、車両の乗員による入力受付部２０の操作によって、走行駆動装置５０を制御して、駆動力を上昇させて自車両を加速させてもよい。これらの車両の乗員によるアクセルペダルに対する操作、または入力受付部２０に対する操作の少なくとも一方は、「加速操作」の一例である。

走行駆動装置５０は、例えば、自車両が内燃機関を動力源とした自動車である場合、エンジンおよびエンジンを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）を備える。エンジンＥＣＵは、走行支援御部４２から入力される情報に従って、エンジンのスロットル開度やシフト段等を調整し、車両が走行するための走行駆動力（トルク）を出力する。また、走行駆動装置５０は、例えば、トルクコンバータや、金属ベルト（或いは遊星歯車）、これらの機構を制御する変速制御装置等を備えるオートマチックトランスミッションを含む。この走行駆動装置５０は、アクセルペダルに対する操作がされていない状態においても、平坦な道路において、自車両をゆっくりと前進させるような駆動力を出力する。この駆動力を、「クリープ駆動力」と称する。

なお、自車両は、電動機を動力源とした電気自動車であってもよい。この場合、自車両は、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備える。自車両が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行支援部４２から入力される情報に従って、走行用モータに与えるＰＷＭ信号のデューティ比を調整し、上述した駆動力を出力する。また、自車両は、ハイブリッド自動車であってもよい。この場合、自車両は、エンジンおよびエンジンＥＣＵと走行用モータおよびモータＥＣＵを備える。走行駆動装置５０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、エンジンＥＣＵおよびモータＥＣＵの双方は、走行支援部４２から入力される情報に従って、互いに協調して駆動力を制御する。

以下、自車両の動力源は、内燃機関であり、走行駆動装置５０は、オートマチックトランスミッションを含むものとして説明する。

ブレーキ装置５２は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータと、制動制御部とを備える電動サーボブレーキ装置である。電動サーボブレーキ装置の制動制御部は、自動ブレーキ制御部３６により出力された情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じたブレーキトルクが各車輪に出力されるようにする。電動サーボブレーキ装置は、ブレーキペダルの操作によって発生させた油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置５２は、上記説明した電動サーボブレーキ装置に限らず、電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。電子制御式油圧ブレーキ装置は、自動ブレーキ制御部３６により出力された情報に従ってアクチュエータを制御して、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する。また、自車両が走行用モータを含む場合、ブレーキ装置５２は、走行駆動装置５０のところで説明した走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

図２は、車両制御装置３０により実行される処理による各種状態の変化を示すタイミングチャートである。図２では、一例として、クリープ駆動力では前進できない上り勾配の道路を自車両が走行しているものとして説明する。図２は、上段から順に、車速、自車両と先行車両との車間距離、自車両が出力する駆動力、自車両が出力するブレーキ力の時間に応じた推移を示している。また、図２の横軸は、時間を示している。

時刻ｔ以前において、先行車両が減速を開始した。これに伴って、自車両は所定の減速度合で減速し、自車両と先行車両との車間距離が小さくなる。また、時刻ｔ以前において、走行支援部４２は、走行駆動装置５０をフューエルカット状態に制御し、出力する駆動力をゼロ状態に制御している。また、時刻ｔ以前において、ブレーキ力付与部３８は、ブレーキ力Ｂｒ１のブレーキ力をブレーキ装置５２に出力させている。ブレーキ力は、例えばトルクで表される。

時刻ｔおいて、車間距離が所定距離以下となると、ブレーキ力付与部３８は、車速の低下と車間距離の縮小から、自車両の停車を予期する。自車両の停車を予期した場合、走行支援部４２が、フューエルカット状態を停止して、車両の停止時の前後加速度を緩和するためのクリープ駆動力Ｔｒ１を走行駆動装置５０に出力させると共に、ブレーキ力付与部３８が、自車両を停止させるために、それまでよりも大きいブレーキ力をブレーキ装置５２に出力させる。このときの最大ブレーキ力は、例えば、ブレーキ力Ｂｒ２に設定される。

時刻ｔと時刻ｔ＋１との間において、車間距離は、追従停止時の許容幅の距離Ａを下回り、且つ許容幅の距離Ｂを下回らない値まで縮小している。追従停止時の許容幅は、本来、維持すべき車間距離（速度をもって走行している場合の目標車間距離）未満の距離Ａを上限値とし、距離Ａより小さく且つゼロよりもある程度大きい距離Ｂを下限値とする範囲に設定される。追従停止時の許容幅は、緊急ブレーキなどの回避動作が必要ない範囲に設定される。

時刻ｔ＋１において、駆動力は上昇し、クリープ駆動力Ｔｒ１に到達している。また、時刻ｔ＋１において、車速が低下して車速Ｖ１に到達すると、ブレーキ力付与部３８は、自車両の前後加速度を抑制して自車両を停止させるために、ブレーキ装置５２に、弱め速度ｄ１で徐々にブレーキ力を低下させる。なお、車速が低下して車速Ｖ１に到達する前において、車間距離が低下して追従停止時の許容幅の距離Ａに到達したとき、ブレーキ力付与部３８は、そのタイミングで、それまでに付与していたブレーキ力の強め速度を低下させる。これにより、時刻ｔ＋１でブレーキ力を低下させる傾向に制御した際に、自車両の前後加速度の変化が急峻になることを抑制することができる。

時刻ｔ＋１および時刻ｔ＋２の間で、車間距離Ｄｓとなった直後、先行車両が発進したものとする。先行車両が発進すると、車間距離は大きくなり、時刻ｔ＋２で、車間距離は、追従停止時の許容幅の距離Ａに到達する。

時刻ｔ＋２において、走行支援部４２は、先行車両に追従するためにクリープ駆動力Ｔｒ１から所定の度合で駆動力を上昇させるように走行駆動装置５０を制御する。つまり、走行支援部４２は、先行車両の走行状態に応じて、先行車両に追従するのに必要な駆動力を走行駆動装置５０に出力させる。車間距離が追従停止時の許容幅の距離Ａより大きくなったことで、先行車両に追従するための駆動力を出力する場合に、車間距離が十分に確保された状態となる。車両制御装置３０は、この状態まで待ってから加速を強めることで、先行車両が発進後に、減速したり、停止したりした場合であっても、余裕をもって自車両を制御することができる。

また、時刻ｔ＋３において、駆動力の上昇に伴って、自車両は減速状態から加速状態に変化する。このときのブレーキ力は、ブレーキ力Ｂｒ１とブレーキ力Ｂｒ２との間の大きさのブレーキ力Ｂｒ３である。時刻ｔ＋３において、ブレーキ力解除部４０は、ブレーキ装置５２に、ブレーキ力の弱め速度を、弱め速度ｄ１から弱め速度ｄ２まで大きくさせる。

時刻ｔ＋４において、ブレーキ力はゼロとなり、駆動力は駆動力Ｔｒ２となり、その後、先行車両に追従するように駆動力は制御される。駆動力Ｔｒ２は、自車両が停止したと仮定した場合に、制動力がゼロのときに、勾配によって自車両がずり下がる力（後退させる力）と釣り合う駆動力である。駆動力Ｔｒ２は、各種センサの誤差やばらつき、自車両に積載された積載物の重量等が加味された駆動力である。

図３は、車両制御装置３０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。 本フローチャートは、例えば、自車両が先行車両を追従して走行しているときに、先行車両が停止したことに応じて、自車両が減速した場合に実行される処理である。

まず、ブレーキ力付与部３８が、車速の低下と車間距離の縮小から、自車両が停車することが予期できるか否かを判定する（ステップＳ１００）。自車両が停車することが予期できない場合、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。自車両が停車することが予期できる場合、走行支援部４２は、フューエルカット状態を停止して、走行駆動装置５０に、クリープ駆動力Ｔｒ１を出力させる（ステップＳ１０２）。また、ブレーキ力付与部３８は、ブレーキ装置５２に、自車両のずり下がりを抑制するためのブレーキ力Ｂｒ２を出力させる（ステップＳ１０４）。

次に、ブレーキ力付与部３８は、車速が車速Ｖ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。車速が車速Ｖ１以下でない場合、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。車速が車速Ｖ１以下である場合、ブレーキ力付与部３８は、ブレーキ装置５２に、弱め速度ｄ１のブレーキ力を出力させる（ステップＳ１０８）。

次に、ブレーキ力付与部３８は、車間距離が追従停止時の許容幅の距離Ａを超えたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。車間距離が追従停止時の許容幅の距離Ａを超えていない場合、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。車間距離が追従停止時の許容幅の距離Ａを超えた場合、走行支援部４２は、走行駆動装置５０に、駆動力Ｔｒ２を超えるように駆動力を増加させる（ステップＳ１１２）。

次に、ブレーキ力解除部４０は、車速が増加したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。車速が増加していない場合、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。車速が増加した場合、ブレーキ力解除部４０は、ブレーキ装置５２に、弱め速度ｄ１に比してブレーキ力の時間あたりの弱め量が大きい弱め速度ｄ２のブレーキ力を出力させる（ステップＳ１１６）。これにより、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。

ここで、車速が増加したとき、車速が増加する前に付与していた弱め速度でブレーキ力を徐々に低下させ、駆動力が勾配によって自車両がずり下がる力と釣り合う駆動力Ｔｒ２に到達したときに、ブレーキ力の解除を加速するようにブレーキ装置５２を制御するような場合を考える。

この場合、駆動力Ｔｒ２に到達する前の駆動力はブレーキ力によって相殺され、発進が遅れる場合がある。すなわち、自車両の進行方向の状況の変化に対する応答性が悪くなる場合がある。

これに対して、実施形態の車両制御装置３０は、駆動力Ｔｒ２に到達する前であっても、車速が増加したことに応じて、駆動力を相殺するブレーキ力の緩和を早めるようにブレーキ装置５２を制御することで、発進時の応答性を向上させることができる。

なお、実施形態における制御によって、自車両のずり下がりを抑制するための駆動力およびブレーキ力の合計値は計算上、不足する場合もあり得るが、慣性力が働いているため、自車両はずり下がることなく、応答性よく発進することができる。

図４は、実施例、および比較例のそれぞれにおいて、先行車両および自車両Ｍ（比較例においては自車両Ｍ＃）の挙動の一例を示す図である。図中の上段から順に、上記図２のタイミングチャートの時刻に対応する時刻ｔ＋３の比較例、時刻ｔ＋４の比較例、時刻ｔ＋３の実施例、時刻ｔ＋４の実施例を示している。比較例および実施例の時刻ｔ＋３では、出力されている駆動力およびブレーキ力が同じであるため、自車両Ｍおよび自車両Ｍ＃の挙動に違いはない。

一方、時刻ｔ＋４において、比較例では、自車両Ｍ＃と先行車両との車間距離は距離Ｄ１なり、実施例では、自車両Ｍと先行車両との車間距離は距離Ｄ１に比して小さい距離Ｄ２となる。なぜなら、時刻ｔ＋３から時刻ｔ＋４の間において、比較例では、直前の弱め速度と同じ弱め速度のブレーキ力が出力され、駆動力が相殺される度合が実施例に比して大きく、自車両の加速度合が実施例に比して小さくなるが、実施例では、直前の弱め速度より弱い弱め速度でブレーキ力が出力され、駆動力が相殺される度合が比較例に比して小さく、自車両の加速度合は比較例に比して大きくなるためである。このような理由により、本実施例では比較例に比して、発進時の応答性が向上する。

また、上記図２および図３では、一例として、自車両が先行車両を追従して走行しているときに、自車両が減速しており、且つ停車する前において、発進する場合について説明したが、追従して走行している場合に限らず、自車両の前方の信号が止まれ（赤信号）を示し、自車両が減速しており、且つ停車する前において、信号が進め（青信号）を示したために、自車両が発進する場合にも同様の処理が行われてよい。

図２のタイミングチャートに当てはめると、信号が止まれを示したタイミングは、時刻ｔ以前に相当する。信号が進めを示したタイミングは、車間距離Ｄｓとなった時刻に相当する。また、上記例では、車間距離という概念は存在しないため、駆動力は、信号が進めを示した直後に駆動力Ｔｒ１から駆動力Ｔｒ２に上昇するように制御される。

また、図３のフローチャートに当てはめると、ステップＳ１００で、ブレーキ力付与部３８が、周辺状況認識部３２の認識結果に基づいて、自車両が赤信号によって停車することが予期できるか否かを判定する。自車両が停車することが予期できる場合、ステップＳ１０２の処理に進み、自車両が停車することが予期できない場合、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。また、ステップＳ１１０で、ブレーキ力付与部３８が、周辺状況認識部３２の認識結果に基づいて、信号が進めを示しているか否かを判定する。信号が進めを示している場合、ステップＳ１１２の処理に進み、信号が進めを示していない場合、本フローチャートの１ルーチンの処理は終了する。

なお、第１の実施形態では、車両が減速中である場合に先行車両が発進する場合について説明したが、車両が停止している状態にて先行車両が発進した場合については言及していないため、以下、比較例として図５を用いて、これについて言及する。

図５は、車両が停止している状態にて先行車両が発進した場合における車両制御装置３０により実行される処理による各種状態の変化を示すタイミングチャートである。図５では、一例として、クリープ駆動力では前進できない上り勾配の道路で自車両が停止した状態から先行車両が発進した場合について説明する。図５は、上段から順に、車速、自車両と先行車両との車間距離、自車両が出力する駆動力、自車両が出力するブレーキ力の時間に応じた推移を示している。また、図５の横軸は、時間を示している。

時刻ｔ１以前において、先行車両が減速を開始した。これに伴って、自車両は所定の減速度合で減速し、自車両と先行車両との車間距離は小さくなる。また、時刻ｔ１以前において、走行支援部４２は、自車両をフューエルカット状態に制御し、出力する駆動力をゼロ状態に制御している。また、時刻ｔ１以前において、ブレーキ力付与部３８は、ブレーキ力Ｂｒ２１のブレーキ力をブレーキ装置５２に出力させている。

時刻ｔ１おいて、車間距離が所定距離以下となると、ブレーキ力付与部３８は、車速の低下と車間距離の縮小から、自車両の停車を予期する。自車両の停車が予期された場合、走行支援部４２が、フューエルカット状態を停止して、車両の停止時の前後加速度を緩和するためのクリープ駆動力Ｔｒ２１を走行駆動装置５０に出力させると共に、ブレーキ力付与部３８が、自車両を停止させるために、それまでよりも大きいブレーキ力をブレーキ装置５２に出力させる。このときの最大ブレーキ力は、例えば、ブレーキ力Ｂｒ２２に設定される。

時刻ｔ１と時刻ｔ１＋１との間において、車間距離は、追従停止時の許容幅の距離Ａを下回り、且つ許容幅の距離Ｂを下回らない値まで縮小している。

時刻ｔ１＋１において、駆動力は上昇し、クリープ駆動力Ｔｒ２１に到達している。時刻ｔ１＋１において、車速が低下して車速Ｖ２１に到達すると、ブレーキ力付与部３８は、自車両の前後加速度を抑制して自車両を停止させるために、ブレーキ装置５２に、弱め速度ｄ２１で徐々にブレーキ力を低下させる。なお、車速が低下して車速Ｖ２１に到達する前において、車間距離が低下して追従停止時の許容幅の距離Ａに到達したとき、ブレーキ力付与部３８は、そのタイミングで、それまでに付与していたブレーキ力の強め速度を低下させる。これにより、時刻ｔ１＋１でブレーキ力を低下させる傾向に制御した際に、自車両の前後加速度の変化が急峻になることを抑制することができる。

時刻ｔ１＋１および時刻ｔ１＋２の間で、先行車両は停車したものとする。先行車両が停車すると、車速はゼロとなる。

時刻ｔ１＋２において、先行車両が発進したものとする。これに伴って、車間距離は、車間距離Ｄｓから大きくなる。また、時刻ｔ１＋２において、ブレーキ力付与部３８は、ブレーキ装置５２に、強め速度ｄ２２で徐々にブレーキ力を強めさせる。このように、車間距離Ｄｓとなった時刻ｔ１＋２において、ブレーキ力付与部３８は、後述するように駆動力が駆動力Ｔｒ２２を超えるまで、ブレーキ装置５２に、強め速度ｄ２２でブレーキ力を出力させることにより、自車両がずり下がることをより確実に抑制し、自車両を発進させることができる。なお、時刻ｔ１＋２から時刻ｔ１＋４の間において、ブレーキ力の出力は一定（傾きゼロ）であってもよい。

時刻ｔ１＋３において、走行支援部４２は、先行車両に追従するために駆動力Ｔｒ２１から所定の度合で駆動力を上昇させるように走行駆動装置５０を制御する。つまり、走行支援部４２は、先行車両の走行状態に応じて、先行車両に追従するのに必要な駆動力を走行駆動装置５０に出力させる。

時刻ｔ１＋４において、駆動力の上昇に伴って、自車両は減速状態から加速状態に変化する。そして、時刻ｔ１＋４において、駆動力は駆動力Ｔｒ２２となり、その後、先行車両に追従するように駆動力は制御される。駆動力Ｔｒ２２は、自車両が停止したと仮定した場合に、制動力がゼロのときに、勾配によって自車両がずり下がる力と釣り合う駆動力である。駆動力Ｔｒ２２は、各種センサの誤差やばらつき、自車両に積載された積載物の重量等が加味された駆動力である。駆動力Ｔｒ２２は、特許請求の範囲における「所定値」の一例である。時刻ｔ１＋４において、ブレーキ力解除部４０は、駆動力Ｔｒ２２になり自車両が加速すると、ブレーキ装置５２に、弱め速度ｄ２３でブレーキ力を出力させる。

上述したように、比較例では、車両制御装置３０は、クリープ駆動力では前進できない上り勾配の道路で自車両が停止した状態から先行車両が発進した場合、加速制御または加速操作により自車両の駆動力が所定値を超えた場合にブレーキ力を解除する。

以上説明した第１の実施形態の車両制御システム１によれば、車両が減速しており、且つ停止する前において加速制御または加速操作が行われた場合に、ブレーキ装置５２に、車両の車速が増加したときに車速が増加する前に比してブレーキ力の時間当たりの弱め量を大きくすることで、車両を応答性よく制御することができる

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について説明する。第１実施形態では、車両制御装置３０が車両に搭載され、運転者の運転を支援するものとして説明した。これに対して、第２の実施形態の車両制御システム１Ａは、自動運転制御装置６０が搭載され、車両制御システム１Ａが、自車両の速度制御または操舵制御の少なくとも一方を自動的に行う自動運転を実施し、自動運転を実施する際に、車両が減速した状態、且つ停止する前において加速制御または加速操作が行われた場合に、車両の車速が増加したときに、車速が増加する前に比してブレーキ力の時間当たりの弱め量を大きくする。ここでは、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。

図６は、第２の実施形態の車両制御システム１Ａの機能構成の一例を示す図である。車両制御システム１Ａは、レーダ装置１０、カメラ１２、車速センサ１４、加速度センサ１６、アクセル開度センサ１８、入力受付部２０、走行駆動装置５０、およびブレーキ装置５２に加え、更に自動運転制御装置６０、および自動運転切替スイッチ９０を備える。自動運転制御装置６０は、例えば、記憶部６２、目標車線決定部６４、および自動運転制御部７０を含む。記憶部６２には、例えば、高精度地図情報、目標車線情報、行動計画情報などの情報が格納される。記憶部６２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等で実現される。車両制御システム１Ａに含まれるプロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部６２に格納されていてもよいし、車載インターネット設備等を介して外部装置からダウンロードされてもよい。

目標車線決定部６４は、例えば、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）などにより実現される。目標車線決定部６４は、ナビゲーション装置から提供された経路を複数のブロックに分割し（例えば、車両進行方向に関して１００［ｍ］毎に分割し）、高精度地図情報を参照してブロックごとに目標車線を決定する。目標車線決定部６４は、例えば、左から何番目の車線を走行するといった決定を行う。目標車線決定部６４は、例えば、経路において分岐箇所や合流箇所などが存在する場合、自車両が、分岐先に進行するための合理的な走行経路を走行できるように、目標車線を決定する。目標車線決定部６４により決定された目標車線は、目標車線情報として記憶部６２に記憶される。

自動運転制御部７０は、例えば、認識部７２と、計画生成部７４と、軌道生成部７６と、走行制御部７８、切替制御部８０とを備える。

認識部７２は、走行車線に対する自車両の相対位置を認識し、認識した相対位置を目標車線決定部６４に提供する。また、認識部７２は、レーダ装置１０およびカメラ１２から入力される情報に基づいて、自車両の周辺に存在する周辺車両の位置や、速度、加速度等を認識する。

計画生成部７４は、自動運転のスタート地点、および／または自動運転の目的地を設定する。計画生成部７４は、そのスタート地点と自動運転の目的地との間の区間において、行動計画を生成する。行動計画は、例えば、順次実行される複数のイベントで構成される。イベントには、例えば、自車両を減速させる減速イベントや、自車両を加速させる加速イベント、走行車線を逸脱しないように自車両を走行させるレーンキープイベント、走行車線を変更させる車線変更イベント、先行車両を追従するイベント等が含まれる。計画生成部７４によって生成された行動計画を示す情報は、行動計画情報として記憶部６２に格納される。

軌道生成部７６は、定速走行、追従走行、低速追従走行、減速走行、カーブ走行、障害物回避走行、車線変更走行、合流走行、分岐走行などのうちいずれかの走行態様を決定し、決定した走行態様に基づいて、軌道の候補を生成する。

走行制御部７８は、軌道生成部７６によって生成された軌道を、自車両が通過するように、走行駆動装置５０またはブレーキ装置５２を制御する。切替制御部８０は、自動運転切替スイッチ９０から入力される信号に基づいて自動運転モードと手動運転モードとを相互に切り替える。また、走行制御部７８は、前述した第１の実施形態の車両制御装置３０と同様の機能を包含している。すなわち、走行駆動装置５０またはブレーキ装置５２を制御する一機能として、減速しており、且つ車両が停止する前において加速制御または加速操作が行われた場合に、ブレーキ装置５２に、車両の車速が増加したときに車速が増加する前に比してブレーキ力の時間当たりの弱め量を大きくさせる。この場合、認識部７２が存在するため、周辺状況認識部３２は省略されてよい。また、自動運転制御部７０によって自動運転が実行されるため、走行支援部４２も省略されてよい。

以上説明した第２の実施形態の車両制御システム１Ａによれば、第１の実施形態の効果を奏すると共に、自動運転モードが設定されている場合には、自車両は自律して走行するため、利用者の利便性がより向上する。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１、１Ａ‥車両制御システム、１０‥レーダ装置、１２‥カメラ、１４‥車速センサ、１６‥加速度センサ、１８‥アクセル開度センサ、２０‥入力受付部、３０‥車両制御装置、３２‥周辺状況認識部、３４‥勾配取得部、３６…自動ブレーキ制御部、３８‥ブレーキ力付与部、４０‥ブレーキ力解除部、５０‥走行駆動装置、５２…ブレーキ装置

Claims (11)

1. 車両の進行方向の状況を認識する周辺状況認識部と、
   前記周辺状況認識部により認識された前記車両の進行方向の状況に応じてブレーキ装置にブレーキ力を付与させると共に、前記車両の加速時に前記ブレーキ力を解除させる自動ブレーキ制御部であって、
   前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作の後、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除する自動ブレーキ制御部と、
   を備える車両制御装置。
2. 前記自動ブレーキ制御部は、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力の単位時間あたりの弱め量を大きくして前記ブレーキ力を解除する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 車両が置かれた道路の勾配の情報を取得する取得部を更に備え、
   前記自動ブレーキ制御部は、前記車両が上り勾配上に存在する場合に、前記ブレーキ装置に、前記車両が後退することを抑制するためのブレーキ力を付与させる、
   請求項１または請求項２記載の車両制御装置。
4. 前記自動ブレーキ制御部は、
   前記周辺状況認識部により認識された、前記車両の進行方向の物体に対応して前記ブレーキ装置にブレーキ力を付与させるものであり、前記物体が加速を開始したことに応じて前記加速制御または加速操作が行われた場合に、前記車両の車速が増加したことに応じて前記ブレーキ力を解除する、
   請求項１から３のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
5. 前記自動ブレーキ制御部は、
   前記車両の駆動力が所定値を超える前に前記車両の車速が増加した場合は前記車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除する、
   請求項３または請求項４記載の車両制御装置。
6. 前記自動ブレーキ制御部は、前記周辺状況認識部により認識された、前記車両の進行方向に存在し、前記車両と同じ方向に走行する先行車両の停止に対応して前記車両を停止させるように前記ブレーキ装置にブレーキ力を付与させる、
   請求項５記載の車両制御装置。
7. 前記自動ブレーキ制御部は、前記車両から前記先行車両までの距離が所定距離以上となった場合に、前記先行車両が発進したと判断する、
   請求項６記載の車両制御装置。
8. 車両が置かれた道路の勾配の情報を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された勾配の情報に基づいて、車両が上り勾配上に存在すると判定される場合に、ブレーキ装置に、前記車両が後退することを抑制するためのブレーキ力を付与させると共に、前記車両の発進に応じて前記ブレーキ力を解除させる自動ブレーキ制御部であって、
   前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作が行われた場合は、前記車両の発進のために前記上り勾配によって生じる前記車両を後退させようとすると力と釣り合う駆動力を前記車両の動力源が出力する前に、前記ブレーキ力を解除する、自動ブレーキ制御部と、
   を備える車両制御装置。
9. 前記ブレーキ力の解除は、前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作が行われたときから徐々にされるものであり、前記車両の車速が増加する前に比して前記ブレーキ力の時間当たりの弱め量を大きくするものである、
   請求項１から８のうちいずれか１項記載の車両制御装置。
10. 車載コンピュータが、
    車両の進行方向の状況を認識する周辺状況認識部により認識された前記車両の進行方向の状況に応じてブレーキ装置にブレーキ力を付与させると共に、前記車両の加速時に前記ブレーキ力を解除し、
    前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作の後、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除する、
    車両制御方法。
11. 車載コンピュータに、
    車両の進行方向の状況を認識する周辺状況認識部により認識された前記車両の進行方向の状況に応じてブレーキ装置にブレーキ力を付与させると共に、前記車両の加速時に前記ブレーキ力を解除させ、
    前記車両が減速中である場合において、停止する前に加速制御または加速操作の後、前記車両の車速が増加したタイミングで前記ブレーキ力を解除させる、
    車両制御プログラム。

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