JP6637066B2 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の運転（操舵、駆動、及び制動等）を制御する車両走行制御装置に関し、特に、車両走行中に前記運転の少なくとも一部を支援する車両走行制御装置に関する。

特開平６−２３０８２６号公報（以下、ＪＰ１９９４−２３０８２６Ａという。）の［００２２］〜［００２６］には、操舵を自動的に行う自動操舵制御が適用された車両において、高速道路を走行する際には、該高速道路の制限速度（最高速度）に対応した道路の曲率半径に応じた最大操舵角を設定する制御技術について開示されている。

特開平１０−７６９６４号公報（以下、ＪＰ１９９８−０７６９６４Ａという。）の図１には、スロットルアクチュエータ、ステアリングアクチュエータ、及びブレーキアクチュエータを備えた自動運転に係わる車両走行制御装置が開示されている。

ＪＰ１９９８−０７６９６４Ａの［００１４］、［００２２］、［００７７］、［００８０］、［００８３］には、白線検出センサ等のセンサ検出異常により自動操舵運転を中止する際に、まず、自動操舵手段に規制（規制は、例えば、地図情報による操舵角の維持、あるいはヨーレート＝０）を加えて自動運転の継続を行いながら、所定条件下（例えば、運転者がステアリングホイールを握ったことを検出したとき）に自動運転を中止する制御技術について開示されている。

ＪＰ１９９４−２３０８２６Ａ及びＪＰ１９９８−０７６９６４Ａの技術を考慮すると、自動運転制御において、高速道路走行時の制限速度（最高速度）や地図情報といった道路周辺環境の情報による制限、あるいは自動運転の異常時における自動操舵の操舵角の制限を実行することにより、以下の欠点を抑制することができる。

すなわち、目標操舵角が過剰となって自動運転車両が走行路から大きく外れるといった誤った自動操舵制御が行われるという欠点を抑制することができる。

しかしながら、道路周辺環境の情報により、例えば地図情報による操舵角の維持等、操舵角を一律に制限してしまうと、曲率の大きい（曲率半径の小さい）急なカーブ等を走行する際等に、その曲率の大きい急なカーブ等に対応した必要な転舵角を自動操舵制御では生成することができない事態が発生してしまう場合が考えられる。

このような場合には、自動操舵制御を解除して運転者に操舵を委ねる等の対応が必要となり、自動運転の継続範囲（適用範囲）を必要以上に狭めてしまう可能性が高くなり、改良の余地がある。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、走行支援制御中の車両の挙動安定性の確保と走行支援の継続性（走行支援を可能な限り長く維持すること）を両立させることを可能とする車両走行支援制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る車両走行制御装置は、車両の走行時に運転の少なくとも一部を支援するため、前記車両の操舵、加速及び減速のいずれかを行うアクチュエータを制御する車両走行制御装置であって、前記車両が走行する道路種別の情報を取得する道路種別取得手段と、前記車両が走行する前方の道路形状の情報を取得する道路形状取得手段と、前記前方の道路を走行するのに要する前記アクチュエータの制御量を設定する制御量設定手段と、前記道路種別の情報と前記道路形状の情報とに基づき前記制御量の設定範囲を制限する設定範囲制限手段と、を備える。

この発明によれば、道路種別の情報と道路形状の情報とに基づいて走行支援制御におけるアクチュエータへの制御量の設定範囲を制限するようにしたため、一方の情報だけに基づき制御量の設定範囲を決定する場合に比べ、必要以上に制御量の制限が緩和されてしまい、緩和された制御量が設定された前記アクチュエータによる出力が過剰になってしまうこと抑制すると共に、反対に必要以上に制御量が制限されてしまい、走行支援の適用範囲・継続時間を狭めすぎてしまうことを抑制することができる。結果として、走行支援制御中の車両挙動の安定性と走行支援の継続性を両立させることができる。

この場合、前記設定範囲制限手段は、前記道路種別取得手段で取得された前記道路種別の情報に基づき制限される前記制御量の設定範囲を環境制限量とする一方、前記道路形状取得手段で取得された前記道路形状の情報に基づき制限される前記制御量の設定範囲を必要制限量とし、前記必要制限量と、前記環境制限量のうち、小さい値に基づき前記制御量の設定範囲を制限するようにしてもよい。

このように構成すれば、道路種別の情報と道路形状の情報のそれぞれにより設定される環境制限量と必要制限量に優先度を設定することができるため、小さい値に基づき前記制御量の設定範囲を制限することにより、確実に走行支援制御中の車両挙動の安定性と走行支援の継続性の両立を図ることができる。

また、前記道路形状の情報に基づく前記アクチュエータの制御量を必要制御量とし、前記設定範囲制限手段は、前記必要制御量に制御緩和量を上乗せした値を前記必要制限量とし、前記制御緩和量は、前記必要制御量が増大する程、小さい値を採るように設定するようにしてもよい。

このように、必要制御量に制御緩和量を上乗せした値を必要制限量とすることにより、必要制御量の微小増加に対し過剰に制御量が制限されるのを抑制することができる。

また、必要制御量の増加に伴う必要制限量の増加量を小さくすることができるため、仮に道路種別の情報に基づく環境制限量よりも道路形状の情報に基づく必要制限量が低い場合に、必要制限量から環境制限量に設定値が変更され難くなることから、道路形状に対するアクチュエータの出力の追従性を高めることができる。

さらに、前記必要制御量が、前記環境制限量を上回る値、あるいは前記環境制限量から所定制限量を差し引いた修正環境制限量を上回る値となる場合には、前記車両の走行支援制御の少なくとも一部を解除又は禁止するようにしてもよい。

道路種別の情報により設定される環境制限量、あるいは前記環境制限量より所定制限量を差し引いた修正環境制限量を、車両が前方の道路を走行するのに要するアクチュエータの必要制御量が上回る場合には、上回る時点の道路種別における道路形状に対し、走行支援制御を追従させることが難しいため、走行支援制御を解除あるいは禁止することで、例えば、車両を停止させ、あるいは乗員に運転を移行させるようにすることができ、走行支援制御が不安定になることを抑制することができる。

さらにまた、前記車両の周囲の障害物を検出する障害物検出手段をさらに備え、前記設定範囲制限手段は、前記車両が前記障害物検出手段により検出された前記障害物との接触の可能性に応じて、前記制御量の設定範囲を変更するようにしてもよい。

この構成により、走行支援制御において、アクチュエータの過剰な出力に伴う障害物との接触の可能性を低減させることができる。

さらにまた、前記車両の進行方向に基づいて操舵角を設定する操舵角設定手段と、前記操舵角に前記アクチュエータを制御する自動操舵手段と、前記車両の加速もしくは減速を制御する自動加減速手段と、をさらに備え、前記道路形状取得手段は、前記車両の進行方向前方の道路における曲率を取得する曲率取得手段をさらに備え、前記環境制限量は、前記道路種別取得手段で取得された前記道路種別の情報に基づき、前記操舵角を制限する値として設定され、前記設定範囲制限手段は、前記環境制限量と前記必要制限量のうち、小さい値に基づき前記操舵角を制限すると共に、前記曲率取得手段で取得された前記道路の曲率が閾値曲率を上回る値となる場合、前記自動操舵手段による制御を解除あるいは禁止するか、前記自動加減速手段により前記車両を減速させるようにしてもよい。

上記構成により、道路の曲率が閾値曲率を上回る値となる場合に、自動操舵を解除あるいは禁止することで、自動操舵制御が不安定になることを抑制することができる。

もしくは、道路の曲率が閾値曲率を上回る値となる場合に、車両を減速させることにより、道路の同一の曲率において必要な操舵角が小さくなるため、自動操舵制御の継続性を向上させることができる。

さらにまた、前記環境制限量は、前記道路種別取得手段で取得された前記道路種別の情報に基づき、前記自動加減速手段における前記加速もしくは減速を制限する値として設定され、前記必要制限量は、前記道路形状取得手段で取得された前記道路形状の情報に基づき、前記自動加減速手段における前記加速もしくは減速を制限する値として設定され、前記設定範囲制限手段は、前記環境制限量と前記必要制限量のうち、小さい値に基づき前記自動加減速手段により制御される加速もしくは減速を制限するようにしてもよい。

上記構成により、自動的な加減速制御においても、道路種別と道路形状のそれぞれで設定される環境制限量、必要制限量に優先度を設定することができるため、車両挙動の安定性と自動運転の継続性の両立を図ることができる。

この発明によれば、道路種別の情報と、道路形状の情報とに基づいて走行支援制御するアクチュエータへの制御量の設定範囲を制限するようにしたため、一方の情報だけに基づき制御量の設定範囲を決定する場合に比べ、必要以上に制御量の制限が緩和されてしまい、緩和された制御量が設定された前記アクチュエータによる出力が過剰になってしまうことを抑制すると共に、反対に必要以上に制御量が制限されてしまい、走行支援の適用範囲・継続時間を狭めすぎてしまうことを抑制することができる。結果として、走行支援中の車両の挙動安定性の確保と走行支援の継続性（走行支援を可能な限り長く維持すること）を両立させることできる。

この発明の実施形態に係る車両走行制御装置を搭載した車両の構成を示すブロック図である。 図１例の車両走行制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。 環境テーブルの例示説明図である。 環境制限量と、必要制限量と、必要制御量と、制御禁止領域等の説明に供される特性図である。 必要制限量の設定の他の例の説明に供される特性図である。 修正環境制限量を利用する場合の車両走行制御装置の動作説明に供されるフローチャートである。 図６例のフローチャートを実行する車両走行制御装置の特性図である。

以下、この発明に係る車両走行制御装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この実施形態に係る車両走行制御装置１２を搭載した車両１０（以下「自車１０」ともいう。）の構成を示すブロック図である。

車両１０は、自動運転（自動運転の一部支援を含む。）車両、又は手動運転車両として切り替えることができるようになっている。この実施形態における車両１０は、自動運転車両として機能している。

図１に示すように、車両走行制御装置１２は、基本的に、車両状態センサ２０と、周辺環境センサ３０と、ナビゲーション装置（ＮＡＶＩ）３６と、無線通信装置３８と、運転モード切替スイッチ４０と、無線又は有線の車内通信線４２と、走行制御ＥＣＵ４４と、アクチュエータ４６と、車輪５２と、を有する。

自動運転の制御装置（制御主体）としての走行制御ＥＣＵ４４の制御対象であるアクチュエータ４６は、操舵装置４６ｓと駆動装置４６ｄと制動装置４６ｂとから構成される。

なお、車内通信線４２は、走行制御ＥＣＵ４４の両側に設け、一方の通信線に、車両状態センサ２０と、周辺環境センサ３０と、ナビゲーション装置（ＮＡＶＩ）３６と、無線通信装置３８と、運転モード切替スイッチ４０とを電気的に接続し、他方の通信線に、操舵装置４６ｓと、駆動装置４６ｄと、制動装置４６ｂとを電気的に接続する構成でもよい。

ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御装置）は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、演算部と記憶部と入出力部を含み、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）として機能する。

この実施形態において、走行制御ＥＣＵ４４は、それぞれ内容を後述するように、アクチュエータ４６の制御量Ａｃを算出して設定する制御量設定手段、及び制御量Ａｃの設定範囲を制限する設定範囲制限手段として機能する他、道路種別取得手段、道路形状取得手段、及び障害物検出手段等として機能し、さらに、操舵角設定手段、自動操舵手段、自動加減速手段、及び曲率取得手段の一部又は全部として機能する。

操舵装置４６ｓは、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）ＥＣＵ６０と、ステアリングアクチュエータ６２と、操舵機構６４とを備える。

駆動装置４６ｄは、エンジンＥＣＵ７０と、スロットルアクチュエータ７２と、駆動機構７４とを備える。

制動装置４６ｂは、ブレーキＥＣＵ８０と、ブレーキアクチュエータ８２と、制動機構８４とを備える。

車両状態センサ２０には、例えば、車速センサ２２、スロットル開度センサ２３、舵角センサ２４、横加速度（横Ｇ）センサ２６、ヨーレートセンサ２８、及びブレーキ油圧センサ２９等が含まれ、車両１０の状態に関する情報を検出する。車両状態センサ２０は、車両状態検出部として機能する。

周辺環境センサ３０には、例えば、カメラ３２及びレーダ３４等が含まれ、自車１０の前方、側方及び後方等の周辺環境に関する情報を検出する。周辺環境センサ３０は、周辺環境取得部として機能する。

ナビゲーション装置３６は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）装置等の衛星装置を用いて車両１０の現在位置を検出して、ユーザ（乗員）に対して目的地までの経路を案内する。また、ナビゲーション装置３６は、地図情報を記憶した記憶装置を有する。ナビゲーション装置３６は、ＧＰＳ衛星からの位置情報及び前記記憶装置に記憶されている地図情報に基づき車両１０の現在位置を検出又は特定する。

車両１０の現在位置を検出するという観点から、ナビゲーション装置３６を車両状態センサ２０の１つとして捉えることも可能である。また、車両１０の現在位置周辺の道路交通法規や道路規制、建物並びにＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）情報等、車両１０を取り巻く周辺環境に関する情報である周辺環境情報を検出する周辺環境センサ３０としても捉えることも可能である。

無線通信装置３８は、自車１０以外の他車や、外部サーバ等の外部機器（例えば、道路脇に配置された光ビーコン、遠隔地に配置された外部端末を含む）と、インターネット等の通信網を介して通信する。従って、無線通信装置３８も、車両１０の現在位置周辺の道路交通法規や道路規制等、車両１０を取り巻く周辺環境に関する情報である周辺環境情報を検出する周辺環境センサ３０としても捉えることも可能である。

運転モード切替スイッチ４０は、乗員、例えば運転者が、手動運転と自動運転とを切り替え可能なスイッチであり、インストルメントパネル（不図示）に設けられている。

走行制御ＥＣＵ４４は、車両状態センサ２０、周辺環境センサ３０、ナビゲーション装置３６、無線通信装置３８から情報を取得して、自動運転あるいは自動運転支援に係る行動計画を生成する。走行制御ＥＣＵ４４により生成された行動計画には、ナビゲーション装置３６により決定された走行経路に対する車両走行軌道及びこの車両走行軌道に沿った制御量Ａｃ（操舵制御量Ａｃ−ｓ、駆動制御量Ａｃ−ｄ、及び制動制御量Ａｃ−ｂ）等が含まれる。

操舵制御量Ａｃ−ｓは、アクチュエータ４６中、操舵装置４６ｓのＥＰＳＥＣＵ６０に出力される。

駆動制御量Ａｃ−ｄは、アクチュエータ４６中、駆動装置４６ｄのエンジンＥＣＵ７０に出力される。

制動制御量Ａｃ−ｂは、アクチュエータ４６中、制動装置４６ｂのブレーキＥＣＵ８０に出力される。

操舵装置４６ｓのＥＰＳＥＣＵ６０は、操舵制御量Ａｃ−ｓに基づき実操舵量が該操舵制御量Ａｃ−ｓになるように、ステアリングアクチュエータ６２及び操舵機構６４を通じて車輪５２、例えば前輪を駆動し操舵トルクを発生させて転舵させる。

なお、ステアリングアクチュエータ６２は、公知のように、電動モータにより構成され、操舵機構６４は、ステアリングアクチュエータ６２（電動モータ）により回転されるピニオンと、このピニオンの回転により往復動可能なラックと、ラックの往復動を車輪５２（前輪）に伝達するタイロッドとを含む。上記したように、車輪５２は、操舵制御量Ａｃ−ｓに応じた操舵トルクを発生する。なお、操舵装置４６ｓは、電動式に限らず、油圧式にしてもよい。

駆動装置４６ｄのエンジンＥＣＵ７０は、駆動制御量Ａｃ−ｄに基づき実駆動量が該駆動制御量Ａｃ−ｄになるように、スロットルアクチュエータ７２及び駆動機構７４（エンジン＋トランスミッション）を通じて車輪５２を駆動し駆動トルクを発生させて走行させる。

なお、スロットルアクチュエータ７２は、例えば、電動モータにより構成され、駆動制御量Ａｃ−ｄに基づきスロットルバルブのスロットル開度を調整してエンジン出力を増大乃至抑制し、前記トランスミッションを通じて車輪５２を回転させる。ここで、駆動装置４６ｄは、コンベンショナルなエンジンに限らず、電動モータを併用したハイブリッド式あるいは電動モータのみを用いた、いわゆる電動式にすることもできる。電動式の場合には、車両１０には、電気自動車の他、燃料電池自動車等も含まれる。

従って、駆動制御量Ａｃ−ｄは、スロットル開度の他、エンジン回転数、エンジンブレーキ、モータトルク、モータによる回生ブレーキ及びシフト操作等を含んでもよい。

制動装置４６ｂのブレーキＥＣＵ８０は、制動制御量Ａｃ−ｂに基づき実制動量が該制動制御量Ａｃ−ｂになるように、ブレーキアクチュエータ８２及び制動機構８４を通じて車輪５２を制動するための制動力を発生させる。

なお、ブレーキアクチュエータ８２は、例えば、マスタシリンダとＡＢＳアクチュエータとから構成され、制動油圧を制動機構８４に伝達する。制動機構８４は、ドラムブレーキやディスクブレーキとされ、車輪５２に摩擦制動力を付与する。制動制御量Ａｃ−ｂには、制動油圧の他、シフト操作も含まれる。

表示装置５６は、自動運転に関する表示を行う。表示装置５６は、例えば、インストルメントパネルのメータの一部として構成してもよい。あるいは、表示装置５６をナビゲーション装置３６の表示部と兼用させてもよい。

スピーカ５８は、自動運転に関する音声出力（音声案内、音声警告等）を行う。スピーカ５８は、オーディオ装置又はナビゲーション装置３６の一部として構成してもよい。

基本的には、以上のように構成されるこの実施形態に係る車両走行制御装置１２の動作について、これを搭載した車両１０との関係に基づいて、走行制御ＥＣＵ４４により実行される制御のフローチャート等を参照して説明する。

なお、以下の動作例では、車両１０が前記行動計画に基づき道路を自動運転走行中であるものとする。従って、以下に説明する全てのフローチャートは、自動運転走行が円滑に行える所定の処理周期で繰り返し実行される。また、動作説明に際し、煩雑となるのを回避するために、フローチャートに係るプログラムの実行主体（走行制御ＥＣＵ４４）の記載を適宜省略する。

［実施例］
ステップＳ１にて、ここでは道路種別取得手段として機能する走行制御ＥＣＵ４４は、ナビゲーション装置３６等によって生成されて自身の記憶装置に記憶されている走行経路の情報［基本的には、道路の制限速度（最高速度）等をリンクの付随情報として含む現在地から目的地までのオブジェクト（ノード・リンク・ノード）の結合情報］に基づきこれから走行しようとする前方レーンの道路種別ＲＤの情報（後述）を取得する。

次に、ステップＳ１にて取得した道路種別ＲＤに基づき、ステップＳ２にて、環境制限量Ａｅｒを取得する。

環境制限量Ａｅｒの取得に際し、図３の環境テーブル９０に示すように、道路種別ＲＤに基づく環境制限量Ａｅｒ｛ここでは、一例として、車両１０（乗員も含む）にかかってもよい横Ｇ｝が走行制御ＥＣＵ４４に予め記憶されている。

環境テーブル９０から分かるように、例えば、道路種別ＲＤが一般道では０．２Ｇ相当、高速道（中央分離帯有り本線）では０．２５Ｇ相当、高速道（分岐、合流路）では、０．２５Ｇ相当、高速道｛ランプ（道路を立体交差とする場合において、交差接続する道路相互を連結する傾斜道路）等の曲率が大きい（曲率半径が小さい）道路｝では０．３Ｇ相当、高速道（中央分離帯無し）では０．２Ｇ相当に設定され記憶されている。

なお、道路種別ＲＤには、前記した一般道、高速道の他、障害物との接触又は対向車との接触の可能性が確率的に高い道路位置（前記リンク）であるとナビゲーション装置３６等の地図情報に付帯して既定されている道路（スクールゾーンや車線幅の狭い道路）等も含めてもよい。

次いで、ステップＳ３にて、ここでは道路形状取得手段として機能する走行制御ＥＣＵ４４は、予め自身の記憶装置に記憶されている高精度道路ネットワーク地図又は周辺環境センサ３０｛のカメラ３２による前方の画像情報及び／又はレーダ３４による前方の物体情報｝から前記前方レーンの道路形状ＲＳを取得乃至算出する。

ここで、道路形状ＲＳには、幅員、幅員の増減、登坂路・降坂路の傾斜、旋回路の曲率（道路曲率ＲＣ）又は曲率半径、並びに、ワインディング路（屈曲路）等の情報が含まれる。

次いで、ステップＳ４にて、ここでは制御量設定手段として機能する走行制御ＥＣＵ４４は、前記道路種別ＲＤの情報、前記道路形状ＲＳの情報並びに前記走行経路の情報に基づき、前記行動計画｛走行経路に対する車両走行軌道及び前記車両走行軌道に沿って自動運転するために必要な制御量である必要制御量Ａｎｃ（ＥＰＳＥＣＵ６０に設定する操舵トルク等の操舵制御量Ａｃ−ｓ、エンジンＥＣＵ７０に設定するスロットル開度等の駆動制御量Ａｃ−ｄ、及びブレーキＥＣＵ８０に設定する制動制御量Ａｃ−ｂ）等を含む｝を算出する。

このように算出した必要制御量Ａｎｃによって走行制御ＥＣＵ４４がアクチュエータ４６である操舵装置４６ｓ、駆動装置４６ｄ及び制動装置４６ｂを制御した場合に、仮に、例えば、摩擦係数の局所的な増減等道路路面状況の局所的な変動等による僅かな外乱によって、自動運転制御が解除され、自動運転制御の継続範囲を狭めてしまう可能性がある。

この可能性を解消するために、ステップＳ５にて、ステップＳ４で算出した必要制御量Ａｎｃに、一定値又は道路形状ＲＳの情報（この実施例では、後述するように、道路曲率ＲＣ）や道路路面状況の前記外乱等を考慮して予め定めた制御緩和量βを上乗せした必要制限量Ａｎｒ（Ａｎｒ←Ａｎｃ＋β）を算出する。

次に、ステップＳ６にて、必要制限量ＡｎｒがステップＳ２にて算出した環境制限量Ａｅｒより小さいか否かを判定する。

必要制限量Ａｎｒが環境制限量Ａｅｒより小さい場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）には、ステップＳ７にて、制限量Ａｒを必要制限量Ａｎｒとする（Ａｒ←Ａｎｒ）。

次いで、ステップＳ８にて、制限量Ａｒを必要制限量Ａｎｒまで設定範囲を拡大した状況下で、必要制御量Ａｎｃにて自動運転制御を継続する。

その一方、ステップＳ６の判定にて、必要制限量Ａｎｒが環境制限量Ａｅｒより大きい場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、走行制御ＥＣＵ４４は、自動運転制御を禁止し自動運転制御を終了する（ステップＳ９）。

自動運転制御を禁止する際に、走行制御ＥＣＵ４４は、表示装置５６、スピーカ５８等を利用して乗員（運転者）に対し、自動運転ができなくなる旨を報知し、乗員がステアリングを把持して操作する等、運転モード切り替えスイッチを自動的に手動運転モードに移行させる操作を行ったことを検出した場合に、自動運転制御を禁止し自動運転制御を終了するようにしてもよい。

図４は、一例として、横軸を道路形状ＲＳの情報である道路曲率ＲＣ、縦軸を制御量Ａｃとして、環境制限量Ａｅｒの特性１０２と、必要制御量Ａｎｃの特性１０４と、該必要制御量Ａｎｃの特性１０４に制御緩和量β＝β１（一定値）を上乗せした必要制限量Ａｎｒの特性１０６の例を描いている。なお、図４の特性図中、左下隅の道路曲率ＲＣの原点は、道路曲率ＲＣ＝０の直線道路を意味している。

環境制限量Ａｅｒの特性１０２と、必要制限量Ａｎｒの特性１０６の交差座標の道路曲率ＲＣを制限曲率Ｌ１と定義し、環境制限量Ａｅｒの特性１０２と、必要制御量Ａｎｃの特性１０４の交差座標の道路曲率ＲＣを制限曲率Ｌ２と定義している。

図４からも分かるように、必要制御量Ａｎｃが環境制限量Ａｅｒを上回る道路曲率ＲＣ（ＲＣ＞Ｌ２）となる領域が制御禁止領域Ｐａ１（ステップＳ６：ＮＯ→ステップＳ９）とされる。

すなわち、この実施例では、制限曲率（道路曲率）Ｌ１の範囲までは、必要制御量Ａｎｃの制限量Ａｒが、Ａｒ＝必要制限量Ａｎｒとされ、制限曲率（道路曲率）Ｌ１から制限曲率（道路曲率）Ｌ２の範囲では、必要制御量Ａｎｃの制限量Ａｒが、Ａｒ＝環境制限量Ａｅｒとされる。

換言すれば、設定範囲制限手段として機能する走行制御ＥＣＵ４４は、道路種別ＲＤの情報に基づく環境制限量Ａｅｒと道路形状ＲＳの情報に基づく道路曲率ＲＣを考慮し、道路曲率ＲＣがＲＣ＝０値から制限曲率Ｌ１までの制御領域では、必要制御量Ａｎｃを必要制限量Ａｎｒまで設定範囲を拡大し（道路形状ＲＳの情報に関連する制御緩和量βが上乗せされた必要制限量Ａｎｒの優先度を高くみなし）、道路曲率ＲＣが制限曲率Ｌ１を上回る制限曲率Ｌ２までの制御領域では、必要制御量Ａｎｃを環境制限量Ａｅｒまで設定範囲を拡大して（環境制限量Ａｅｒの優先度を高くみなして）制御する。

［変形例１］
図５は、変形例１に係る車両走行制御装置１２Ａの構成及び動作を説明する道路曲率ＲＣに対する制御量Ａｃの特性図である。

この変形例１に係る車両走行制御装置１２Ａでは、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ５の必要制限量Ａｎｒの算出の仕方が異なる。

上述した実施例では、制御緩和量βを一定値である制御緩和量β１に設定しているが、この変形例１に係る車両走行制御装置１２Ａでは、図５の制御緩和量βの変化特性に示すように、制御緩和量βを、必要制御量Ａｎｃが最小値（例えば、道路曲率ＲＣがＲＣ＝０値に対応。）のときの制御緩和量β１から必要制御量Ａｎｃが増加する程、例えば、制御緩和量β２等として示すように、小さい値になるように設定している。これにより、特性１０６の必要制限量Ａｎｒが、特性１０６´で表される必要制限量（修正必要制限量といってもよい。）Ａｎｒ´に修正される。

この変形例１に係る車両走行制御装置１２Ａでは、道路曲率ＲＣが０値から制限曲率Ｌ２の範囲までは、必要制御量Ａｎｃの制限量Ａｒが、Ａｒ＝必要制限量Ａｎｒ´とされ、制限曲率Ｌ２を上回る範囲は、制御禁止領域Ｐａ２とされる。

この変形例１に係る車両走行制御装置１２Ａでは、必要制御量Ａｎｃに制御緩和量β（β１、β２）を上乗せした値を必要制限量Ａｎｒ´とすることにより、必要制御量Ａｎｃの微小増加（図５の縦軸上の制御量Ａｃの増加）に対し過剰に制御量Ａｃが制限されるのを抑制することができる。

また、必要制御量Ａｎｃの増加に伴う必要制限量Ａｎｒ´の増加量を小さくすることができるため、仮に道路種別ＲＤの情報に基づく環境制限量Ａｅｒよりも道路形状ＲＳの情報に基づく必要制限量Ａｎｒ´が低い場合に、必要制限量Ａｎｒ´から環境制限量Ａｅｒに設定値が変更され難くなることから、道路形状ＲＳに対するアクチュエータ４６の出力の追従性を高めることができる。

道路形状ＲＳとして、道路曲率ＲＣを例として上げているが、道路曲率ＲＣに代えて上述した幅員（道路の車線幅）であってもよい。この場合、図５の縦軸の道路種別ＲＤは、一般道とされて環境制限量Ａｅｒと必要制御量Ａｎｃが設定される。そして、横軸の道路形状ＲＳにおいて幅員が狭まる程、道路曲率ＲＣが大きくなる程制御緩和量βを小さくするのと同じように、制御緩和量βを小さくするように制御してもよい。

［変形例２］
図６は、変形例２に係る車両走行制御装置１２Ｂの動作説明に供されるフローチャートであり、図７は、変形例２に係る車両走行制御装置１２Ｂの構成及び動作を説明する道路曲率ＲＣに対する制御量Ａｃの特性図である。

図６のフローチャートは、図２のフローチャートに比較してステップＳ７ａの処理及びステップＳ７ｂの判定を追加している点で異なる。

この場合、ステップＳ６にて、必要制限量Ａｎｒが環境制限量Ａｅｒより大きい場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、ステップＳ７ａにて、制限量Ａｒを環境制限量Ａｅｒに設定する。

次いで、ステップＳ７ｂにて、必要制御量Ａｎｃが、環境制限量Ａｅｒから所定制限量である制限強化量αを差し引いた値（特性１１０で示す修正環境制限量Ａｅｒ´とする。）より小さいか否か（Ａｎｃ＜Ａｅｒ´＝Ａｅｒ−α）を判定する。

ステップＳ７ｂの判定が肯定的である場合（ステップＳ７ｂ：ＹＥＳ）、環境制限量Ａｅｒより必要制限量Ａｎｒが大きい領域（道路曲率ＲＣがＬ１〜Ｌｄの領域）であっても、制限量Ａｒを環境制限量Ａｅｒ（ステップＳ７ａ）として、ステップＳ８にて自動運転制御を継続する。

なお、必要制御量Ａｎｃが修正環境制限量Ａｅｒ´（Ａｅｒ´＝Ａｅｒ−α）より大きくなって、ステップＳ７ｂの判定が否定的になった場合（ステップＳ７ｂ：ＮＯ）、換言すれば、道路曲率ＲＣが制限曲率Ｌ２を上回る領域となった場合には、上述したように、ステップＳ９にて、制御が禁止される。

この変形例２に係る車両走行制御装置１２Ｂでは、道路曲率ＲＣがゼロ値から制限曲率Ｌ１の範囲までは、必要制御量Ａｎｃの制限量Ａｒが、Ａｒ＝必要制限量Ａｎｒとされ、道路曲率ＲＣが制限曲率Ｌ１を上回り制限曲率Ｌｄまでの範囲では、必要制御量Ａｎｃの制限量Ａｒが、Ａｒ＝環境制限量Ａｅｒとされ、制限曲率Ｌｄを上回る範囲は、制御禁止領域Ｐａ３とされる。

この変形例２に係る車両走行制御装置１２Ｂでは、環境制限量Ａｅｒより制限強化量αを差し引いた修正環境制限量Ａｅｒ´を、車両１０が前方の道路を走行するのに要するアクチュエータ４６の必要制御量Ａｎｃが上回る場合、ここでは、道路曲率ＲＣが制限曲率Ｌｄを上回る場合には、上回る時点の道路種別ＲＤにおける道路形状ＲＳに対し、走行支援制御を追従させることが難しいため、走行支援制御を解除あるいは禁止することで、例えば、車両１０を停止させ、あるいは乗員に運転を移行させるようにすることができ、走行支援制御が不安定になることを抑制することができる。

［実施例のまとめ］
一般に、例えば自動操舵制御での制限値である操舵制限量は、対向車との接触を回避できる程度の比較的に小さい値に設定されていた。

ところがこのように小さい値に設定していた場合には、高速道路等で、例えば車線維持システムを作動させた場合に、曲率半径の小さい旋回路においては、前記小さな値で操舵制御量が制限されることから操舵制御量が不足して、自動運転中に車線を逸脱する警報が発生されてしまう可能性があった。

これに対して、この実施形態では、制御量Ａｃの制限値である制限量Ａｒをそれぞれの道路種別ＲＤに基づき変更される環境制限量Ａｅｒ又は道路形状ＲＳに基づき変更される必要制限量Ａｎｒとすることにより、小さい操舵量でも例えば対向車との接触を引き起こす可能性の高い道路幅の狭い道路では、制限を強化するために、制限量Ａｒを小さくする一方、中央分離帯のある広い高速道路等では、制限を緩和して制限量Ａｒを大きくすることができるようにしたので、自動運転制御できる設定範囲を拡大することができる。

従って、曲率半径の小さい（道路曲率ＲＣの大きい）高速道路への進入路あるいは退出路であるランプ路等、大きな操舵量（舵角）が必要なところでも、道路種別ＲＤの情報に応じた制限量Ａｒである環境制限量Ａｅｒ又は道路形状ＲＳの情報に応じた制限量Ａｒである必要制限量Ａｎｒを設定することで、今までの制御量Ａｃでは、通過できないところも、通過できる可能性を広げることができる。

以上説明したように、上述した実施例及び変形例１、変形例２に係る車両走行制御装置１２、１２Ａ、１２Ｂは、車両１０の走行時に、該車両１０のアクチュエータ４６に制御量Ａｃを自動的に設定することにより運転の少なくとも一部を支援する。

車両走行制御装置１２、１２Ａ、１２Ｂは、車両１０が走行する道路種別ＲＤの情報を取得する道路種別取得手段（走行制御ＥＣＵ４４の機能、例えばステップＳ１）と、車両１０が走行する前方の道路形状ＲＳの情報を取得する道路形状取得手段（走行制御ＥＣＵ４４の機能、例えばステップＳ３）と、道路を走行するのに要するアクチュエータ４６の制御量Ａｃを設定する制御量設定手段（走行制御ＥＣＵ４４の機能、例えばステップＳ４）と、道路種別ＲＤの情報と道路形状ＲＳの情報のうち、優先度の高い一方の前記情報に基づき制御量Ａｃの設定範囲を制限する設定範囲制限手段（走行制御ＥＣＵ４４の機能、例えばステップＳ６、Ｓ７）と、を備える。

この構成により、道路種別ＲＤの情報と、道路形状ＲＳの情報のうち、優先度が高いとみなした一方の前記情報に基づいて走行支援制御するアクチュエータ４６への制御量Ａｃの設定範囲を制限するようにしたため、一方の情報だけに基づき制御量Ａｃの設定範囲を決定する場合に比べ、必要以上に制御量Ａｃの制限が緩和されてしまい、緩和された制御量Ａｃが設定されたアクチュエータ４６による出力が過剰になってしまうことを抑制すると共に、反対に必要以上に制御量Ａｃが制限されてしまい、走行支援の適用範囲・継続時間を狭めすぎてしまうことを抑制することができる。結果として、走行支援制御中の車両挙動の安定性と走行支援の継続性を両立させることができる。

この場合、設定範囲制限手段（走行制御ＥＣＵ４４の機能、例えばステップＳ６、Ｓ７）は、道路種別取得手段（ステップＳ１）で取得された道路種別ＲＤの情報に基づき制限される制御量Ａｃの設定範囲を環境制限量Ａｅｒとする一方、道路形状取得手段（ステップＳ３）で取得された道路形状ＲＳの情報に基づき制限される制御量Ａｃの設定範囲を必要制限量Ａｎｒとし、必要制限量Ａｎｒと、環境制限量Ａｅｒのうち、小さい値に基づき制御量Ａｃの設定範囲を制限することが好ましい。

上記構成により、道路種別ＲＤの情報と道路形状ＲＳの情報のそれぞれにより設定される環境制限量Ａｅｒと必要制限量Ａｎｒに優先度を設定することができるため、小さい値に基づき制御量Ａｃの設定範囲を制限することにより、確実に走行支援制御中の車両挙動の安定性と走行支援の継続性の両立を図ることができる。

この場合、制御量設定手段（ステップＳ４）により設定される、前記道路を走行するのに要するアクチュエータ４６の制御量Ａｃを必要制御量Ａｎｃとし、設定範囲制限手段（ステップＳ５）は、必要制御量Ａｎｃに制御緩和量βを上乗せした値を必要制限量Ａｎｒとし、制御緩和量βは、必要制御量Ａｎｃが最小値のときに制御緩和量β１とされ、必要制御量Ａｎｃが増大する程、小さい値の制御緩和量β２を採るように設定する（図５）。

必要制御量Ａｎｃに制御緩和量βを上乗せした値を必要制限量Ａｎｒとすることにより、必要制御量Ａｎｃの微小増加に対し過剰に制御量Ａｃが制限されるのを抑制することができる。

また、必要制御量Ａｎｃの増加に伴う必要制限量Ａｎｒの増加量を小さくすることができるため、仮に道路種別ＲＤの情報に基づく環境制限量Ａｅｒよりも道路形状ＲＳの情報に基づく必要制限量Ａｎｒが低い場合に、必要制限量Ａｎｒから環境制限量Ａｅｒに、設定値が変更され難くなることから、道路形状ＲＳに対するアクチュエータ４６の出力の追従性を高めることができる。

なお、必要制御量Ａｎｃが、環境制限量Ａｅｒを上回る値、あるいは環境制限量Ａｅｒから所定制限量である制限強化量αを差し引いた修正環境制限量Ａｅｒ´（Ａｅｒ−α）を上回る値となる場合には、車両１０の走行支援制御の少なくとも一部を解除又は禁止するようにしてもよい。

このように、道路種別ＲＤの情報により設定される環境制限量Ａｅｒ、あるいは環境制限量Ａｅｒより制限強化量αを差し引いた修正環境制限量Ａｅｒ´を、車両１０が前方の道路を走行するのに要するアクチュエータ４６の必要制御量Ａｎｃが上回る場合には、上回る時点の道路種別ＲＤにおける道路形状ＲＳに対し、走行支援制御を追従させることが難しいため、走行支援制御を解除あるいは禁止することで、例えば、車両１０を停止させ、あるいは乗員に運転を移行させるようにすることができ、走行支援制御が不安定になることを抑制することができる。

また、さらに他の変形例として、自動走行制御中に車両１０の周囲（前後左右）の障害物（停止障害物の他、前走車及び後続車を含む）を検出する障害物検出手段としての周辺環境センサ３０を備えることで、設定範囲制限手段としての走行制御ＥＣＵ４４は、車両１０が周辺環境センサ３０により検出された前記障害物との接触の可能性に応じて、制御量Ａｃの制限量Ａｒ（設定範囲）である環境制限量Ａｅｒ又は必要制限量Ａｎｒを変更乃至設定するようにしてもよい。

上記構成により、走行支援制御において、アクチュエータ４６の過剰な出力に伴う前記障害物との接触の可能性を低減させることができる。

この場合、環境制限量Ａｅｒは、過剰な制御により、車両１０の例えば車線逸脱の可能性が発生した場合、あるいは急加減速により前走車・後続車との接触の可能性が発生した場合に、変更して小さくする。必要制限量Ａｎｒは、障害物回避を行うにあたり必要制御量Ａｎｃを確保する場合に設定する。

さらなる変形例として、車両１０の進行方向に基づいて操舵角を設定する操舵角設定手段（走行制御ＥＣＵ４４）と、操舵角設定手段により設定された必要制御操舵角（必要制御量Ａｎｃ）となるようにステアリングアクチュエータ６２を自動操舵する自動操舵手段（ＥＰＳＥＣＵ６０）と、車両１０の加減速を自動制御する自動加減速手段（エンジンＥＣＵ７０とブレーキＥＣＵ８０）と、をさらに備え、道路形状取得手段（ステップＳ３）は、車両１０の進行方向前方の道路における曲率、すなわち道路曲率ＲＣを取得する曲率取得手段（ナビゲーション装置３６及びカメラ３２からの情報に基づき曲率を取得する走行制御ＥＣＵ４４）をさらに備え、環境制限量Ａｅｒは、道路種別取得手段（ステップＳ１）で取得された道路種別ＲＤの情報に基づき、前記自動操舵における前記操舵角を制限する値（環境制限操舵角＝環境制限量Ａｅｒ）として設定され、設定範囲制限手段（ステップＳ５、ステップＳ６）は、環境制限量Ａｅｒと必要制限量Ａｎｒのうち、小さい値に基づき操舵角を制限すると共に、曲率取得手段（ステップＳ３）で取得された前記道路曲率ＲＣが閾値曲率である制限曲率Ｌ２を上回る値となる場合、自動操舵手段としてのＥＰＳＥＣＵ６０による自動操舵を解除あるいは禁止するか、自動加減速手段としてのエンジンＥＣＵ７０及びブレーキＥＣＵ８０により車両１０を減速させるようにしてもよい。

このように、道路曲率ＲＣが閾値曲率である制限曲率Ｌ２を上回る値となる場合に、自動操舵を解除あるいは禁止することで、自動操舵制御が不安定になることを抑制することができる。

もしくは、道路曲率ＲＣが閾値曲率である制限曲率Ｌ２を上回る値となる場合に、車両１０を減速させることにより、同一の道路曲率ＲＣにおいて必要な操舵角が小さくなるため、自動操舵制御の継続性を向上させることができる。

なお、さらなる変形例として、環境制限量Ａｅｒは、道路種別取得手段（ステップＳ１）で取得された道路種別ＲＤの情報に基づき、自動加減速手段（エンジンＥＣＵ７０及びブレーキＥＣＵ８０）における前記加減速を制限する値として設定され、必要制限量Ａｎｒは、道路形状取得手段（ステップＳ３）で取得された道路形状ＲＳの情報に基づき、自動加減速手段（エンジンＥＣＵ７０及びブレーキＥＣＵ８０）における前記加減速を制限する値として設定され、設定範囲制限手段（ステップＳ６）は、環境制限量Ａｅｒと必要制限量Ａｎｒのうち、小さい値に基づき自動加減速手段（エンジンＥＣＵ７０及びブレーキＥＣＵ８０）により自動制御される加減速を制限するようにしてもよい。

このように、自動的な加減速制御においても、道路種別ＲＤと道路形状ＲＳのそれぞれで設定される環境制限量Ａｅｒ、必要制限量Ａｎｒに優先度を設定することができるため、車両挙動の安定性と自動運転の継続性の両立を図ることができる。

なお、この発明は、上述の実施形態及び他の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (6)

1. 車両（１０）の走行時に運転の少なくとも一部を支援するため、前記車両（１０）の操舵、加速及び減速のいずれかを行うアクチュエータ（４６）を制御する車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）であって、
   前記車両（１０）が走行する道路種別（ＲＤ）の情報を取得する道路種別取得手段と、
   前記車両（１０）が走行する前方の道路形状（ＲＳ）の情報を取得する道路形状取得手段と、
   前記前方の道路を走行するのに要する前記アクチュエータ（４６）の制御量（Ａｃ）を設定する制御量設定手段と、
   前記道路種別（ＲＤ）の情報と前記道路形状（ＲＳ）の情報とに基づき前記制御量（Ａｃ）の設定範囲を制限する設定範囲制限手段と、
   を備え、
   前記設定範囲制限手段は、
   前記道路種別取得手段で取得された前記道路種別（ＲＤ）の情報に基づき制限される前記制御量（Ａｃ）の設定範囲を環境制限量（Ａｅｒ）とする一方、前記道路形状取得手段で取得された前記道路形状（ＲＳ）の情報に基づき制限される前記制御量（Ａｃ）の設定範囲を必要制限量（Ａｎｒ）とし、
   前記必要制限量（Ａｎｒ）と、前記環境制限量（Ａｅｒ）のうち、小さい値に基づき前記制御量（Ａｃ）の設定範囲を制限する
   ことを特徴とする車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）。
2. 請求項１に記載の車両走行制御装置（１２Ａ）において、
   前記道路形状（ＲＳ）の情報に基づく前記アクチュエータ（４６）の制御量（Ａｃ）を必要制御量（Ａｎｃ）とし、
   前記設定範囲制限手段は、
   前記必要制御量（Ａｎｃ）に制御緩和量（β）を上乗せした値を前記必要制限量（Ａｎｒ）とし、前記制御緩和量（β）は、前記必要制御量（Ａｎｃ）が増大する程、小さい値を採るように設定する
   ことを特徴とする車両走行制御装置（１２Ａ）。
3. 請求項２に記載の車両走行制御装置（１２Ａ）において、
   前記必要制御量（Ａｎｃ）が、前記環境制限量（Ａｅｒ）を上回る値、あるいは前記環境制限量（Ａｅｒ）から所定制限量（α）を差し引いた修正環境制限量（Ａｅｒ´）を上回る値となる場合には、前記車両（１０）の走行支援制御の少なくとも一部を解除又は禁止する
   ことを特徴とする車両走行制御装置（１２Ａ）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）において、
   前記車両（１０）の周囲の障害物を検出する障害物検出手段（３０）をさらに備え、
   前記設定範囲制限手段は、
   前記車両（１０）が前記障害物検出手段（３０）により検出された前記障害物との接触の可能性に応じて、前記制御量（Ａｃ）の設定範囲を変更する
   ことを特徴とする車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）において、
   前記車両（１０）の進行方向に基づいて操舵角を設定する操舵角設定手段と、
   前記操舵角に前記アクチュエータ（６２）を制御する自動操舵手段（６０）と、
   前記車両（１０）の加速もしくは減速を制御する自動加減速手段（７０、８０）と、をさらに備え、
   前記道路形状取得手段は、
   前記車両（１０）の進行方向前方の道路における曲率（ＲＣ）を取得する曲率取得手段をさらに備え、
   前記環境制限量（Ａｅｒ）は、
   前記道路種別取得手段で取得された前記道路種別（ＲＤ）の情報に基づき、前記操舵角を制限する値として設定され、
   前記設定範囲制限手段は、
   前記環境制限量（Ａｅｒ）と前記必要制限量（Ａｎｒ）のうち、小さい値に基づき前記操舵角を制限すると共に、前記曲率取得手段で取得された前記道路の曲率（ＲＣ）が閾値曲率（Ｌ２）を上回る値となる場合、前記自動操舵手段（６０）による制御を解除あるいは禁止するか、前記自動加減速手段（７０、８０）により前記車両（１０）を減速させる
   ことを特徴とする車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）。
6. 請求項５に記載の車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）において、
   前記環境制限量（Ａｅｒ）は、
   前記道路種別取得手段で取得された前記道路種別（ＲＤ）の情報に基づき、前記自動加減速手段（７０、８０）における前記加速もしくは減速を制限する値として設定され、
   前記必要制限量（Ａｎｒ）は、
   前記道路形状取得手段で取得された前記道路形状（ＲＳ）の情報に基づき、前記自動加減速手段（７０、８０）における前記加速もしくは減速を制限する値として設定され、
   前記設定範囲制限手段は、
   前記環境制限量（Ａｅｒ）と前記必要制限量（Ａｎｒ）のうち、小さい値に基づき前記自動加減速手段（７０、８０）により制御される加速もしくは減速を制限する
   ことを特徴とする車両走行制御装置（１２、１２Ａ、１２Ｂ）。

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