JP6656601B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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。

従来、レーンキープアシストシステムやオートクルーズシステムを含む複数の安全運転支援システムが車両に搭載されている。これらのシステムでは、それぞれ自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等が用いられる。したがって、それぞれのシステムからそれぞれ自動ブレーキ制御を行うためのブレーキ要求信号、及び、操舵アシスト制御を行うための操舵要求信号が出される場合がある。例えば、異なるシステムからそれぞれ異なるタイミングでブレーキ要求信号が出される場合がある。このような場合、複数の要求信号から１つの要求信号が優先されることになる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−５１５４７号公報

しかしながら、将来的にさらに安全運転支援システムが複雑化すると、単に１つの要求信号を優先させるだけでは、安全運転支援システムが全体として効率的に機能しなくなるおそれがある。

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、安全運転支援のための車両制御を効率的に実行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、車両に搭載される車両制御装置であって、車両の外部にある対象物を検知し、車両の進行方向に対する少なくとも対象物の横方向領域に、車両の進行方向における、対象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、この速度分布領域内において複数の許容上限値が少なくとも対象物からの距離に応じて設定され、車両の走行中の各位置に対して、対象物に対する車両の相対速度が各位置での許容上限値を超えることを抑制する回避制御を実行するように構成されている、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、少なくとも検知された対象物の横方向領域に速度分布領域が設定される。この速度分布領域には、車両が対象物とすれ違うときの相対速度の許容上限値が設定される。そして、本発明では、車両の相対速度が、この速度分布領域に設定された許容上限値を超えないように、制御される。このように、本発明では、対象物と車両の間の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等の安全運転支援システムを統合して制御できるので、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、対象物からの横方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定される。
このように構成された本発明によれば、対象物からの距離に応じて車両の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、車両が対象物から離れた状態で対象物とすれ違う場合には、大きな相対速度が許容されるが、車両が対象物と接近した状態で対象物とすれ違う場合には、小さな相対速度となるように車両速度が制限される。

本発明において、好ましくは、回避制御において、速度分布領域内における車両の相対速度が許容上限値を超えないように車両の速度及び／又は操舵方向が変更される。
このように構成された本発明によれば、車両の相対速度が、速度分布領域に設定された許容上限値を超えないようにするため、車両の速度自体を変更（減速）するように構成するか、より大きな許容上限値を有するエリアを通過するように操舵方向の変更により走行経路を変更するように構成するか、速度と操舵方向の両方を変更するように構成することができる。

本発明において、好ましくは、回避制御において、速度分布領域に基づいて車両の経路が算出される。
このように構成された本発明によれば、対象物との関係において、安全な経路で車両を走行させることができる。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように、対象物の横方向領域から後方領域に対しても更に設定される。
このように構成された本発明によれば、車両が対象物の後方や対象物の斜め後方を走行中においても、先行車とすれ違う場合の上述の制御規則を拡張して適用することにより、相対速度の許容上限値が設定される。これにより、本発明では、先行車の後方や斜め後方を車両が走行中においても、安全な相対速度が保持されると共に、簡易且つ効率的な制御が可能である。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように、対象物の横方向領域から前方領域に対しても更に設定される。
このように構成された本発明によれば、車両が対象物とすれ違った後においても、先行車とすれ違う場合の上述の制御規則を拡張して適用することにより、相対速度の許容上限値が設定される。これにより、本発明では、先行車を追い抜いた後においても、安全な相対速度が保持されると共に、簡易且つ効率的な制御が可能である。

本発明において、好ましくは、速度分布領域は、対象物から所定の安全距離だけ離れた位置において、許容上限値がゼロとなるように設定される。
このように構成された本発明によれば、車両は対象物に対して安全距離だけ離れた位置までしか近づけないように構成されている。これにより、本発明では、対象物が急に車両へ接近する方向に移動した場合であっても、車両と対象物との接触を防止することができる。

本発明において、好ましくは、安全距離は、検知された対象物の種類及び／又は車両の絶対速度に応じて変更される。
このように構成された本発明によれば、対象物と車両との間の安全距離は、どのような対象物であるか、車両がどのような速度で走行中であるかによって、変更される。これにより、本発明では、運転者に、状況に応じて、より大きな安心感を与えられると共に、安全性を高めることができる。

本発明において、好ましくは、検知された対象物の種類に応じて、対象物からの距離に対する許容上限値の変化度合いを変更する。
このように構成された本発明によれば、対象物の種類に応じて、速度分布領域の大きさが設定されることになる。これにより、本発明では、対象物に適した広がりを持つ速度分布領域を設定することができる。具体的には、対象物が歩行者の場合の変化度合いは、対象物が車両の場合の変化度合いよりも小さくすることができる。

また、本発明において、具体的には、対象物は、車両、歩行者、自転車、走行路区画物、障害物、信号、交通標識の少なくとも１つを含む。

本発明によれば、安全運転支援のための車両制御を効率的に実行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よ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よるすれ違い速度制御を説明する説明図である。 本発明の実施形態による対象物の横方向位置における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よるガードレール等に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による歩行者に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による信号に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による異なる種類の対象物に応じた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よる異なる種類の対象物及び車両絶対速度に応じた安全距離の説明図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの作用の説明図である。 本発明の実施形態による車両制御装置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。先ず、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。

図１に示すように、車両制御システム１００は、車両１（図２参照）に搭載されており、車両制御装置（ＥＣＵ）１０と、複数のセンサと、複数の制御システムとを備えている。複数のセンサには、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車速センサ２３，測位システム２４，ナビゲーションシステム２５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。

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、複数のセンサ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。このため、ＥＣＵ１０は、機能的に、データ取得部と、対象物検知部と、位置及び相対速度算出部と、速度分布領域設定部と、経路算出部と、回避制御実行部とを備えている。

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、先行車）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、画像データから対象物の進行方向又は前後方向を特定することができる。

ミリ波レーダ２２は、対象物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の絶対速度を算出する。
測位システム２４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）を算出する。
ナビゲーションシステム２５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、交通信号、建造物等を特定する。また、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データからは特定しにくい崖，溝，穴等を、地図情報に基づいて特定してもよい。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、図２及び図３に基づいて、本実施形態のすれ違い速度制御を説明する。図２は、すれ違い速度制御を説明する説明図であり、図３は、対象物の横方向位置における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２では、車両１は走行路２上を走行しており、走行路２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。

一般に、道路上又は道路付近の対象物（例えば、先行車、駐車車両、ガードレール）とすれ違うとき（又は追い抜くとき）、走行車の運転者は、進行方向に対して直交する横方向において、走行車と対象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、走行車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、対象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、対象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、走行車の運転者は、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、対象物と車両との間の距離（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を運転している。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、車両１は、車両１から検知される対象物（例えば、駐車車両３）に対して、対象物の周囲に（横方向領域、後方領域、及び前方領域にわたって）、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、対象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。車両１は、運転支援システムの作動時において、この速度分布領域４０内の許容上限値Ｖ_limによって、対象物に対する相対速度が制限される。

図２から分かるように、速度分布領域４０は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど（対象物に近づくほど）、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２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、必ずしも対象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が存在する対象物の横方向の一方側（図２では、車両３の右側領域）に設定されればよい。また、図２では、車両１が走行しない領域（走行路２の外部）にも速度分布領域４０が示されているが、走行路２上のみに速度分布領域４０を設定してもよい。更に、図２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３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、対象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≧Ｄ ₀）。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３の例では、対象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、対象物の種類等に依存して設定される。また、Ｄ₀も対象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３を参照して、対象物の横方向の許容上限値Ｖ_limについて説明したが、対象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、対象物からの方向に応じて設定することができる。

次に、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，図５，図６を参照して、速度分布領域の他の例について説明する。図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃは、それぞれガードレール等，歩行者，交通信号に対して設定される速度分布領域の説明図であり、図５は異なる種類の対象物に応じた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り、図６は異なる種類の対象物及び車両絶対速度に応じた安全距離の説明図である。

図４Ａは、走行路２に沿ってガードレール４と車線境界線５が設けられている場合を示している。これらの対象物は、走行路２に沿って長手方向に延びており、側面（横面）のみで形成されるか、又は、小さな対象物が長手方向に連続して配置されていると考えることができる。このため、このような対象物に対して設定される速度分布領域４０では、等相対速度線ａ〜ｄも走行路２に沿って延びるように設定される。したがって、車両１は、走行路２の中央では高速で走行することが許容されるが、走行路２の端部に近づくほど速度が低速に制限される。

また、図４Ｂは、走行路２上の歩行者６、又は、走行路２付近の外部歩行路上の歩行者６が、走行路２を横断しようとしている場合を示している。図２では、対象物（駐車車両３）が車両１の進行方向に対して直交する速度成分を有していない。このため図２に示された速度分布領域４０は、車両１の進行方向に沿って、略楕円形状の等相対速度線が車両１に向かって延びるように形成される。

しかしながら、図４Ｂのように、対象物（歩行者６）が車両１の進行方向に対して直交する横方向に速度成分を有している場合、又は、横方向の速度成分を有すると予想される場合、速度分布領域４０は、車両１の進行方向に沿って車両１に向かって延びると共に、対象物の進行方向に沿って横方向（図４Ｂでは右方向）にも延びるように設定される。図４Ｂでは、例えば、車載カメラ２１による画像データから画像歩行者６が右方向に移動していると予想することができる。

また、図４Ｃは、走行路２上で車両１の前方の交通信号７が「赤」である場合を示している。この場合、等相対速度線ａ〜ｄが交通信号７から車両１に向かって順に設定される。よって、車両１は、速度分布領域４０内で、徐々に減速して、等相対速度線ａ（０ｋｍ／ｈ）の位置で停止することになる。

図５は、図３と同様のグラフであるが、車両（線Ａ１）以外に、ガードレール（線Ａ２）と歩行者（線Ａ３）の例が付加されている。ガードレールの場合（線Ａ２）、車両の場合（線Ａ１）よりもクリアランスＸに対する許容上限値Ｖ_limの変化度合いが大きく設定されている。ガードレールの場合は、車両よりも危険が予測し易いため、より大きな変化度合い（係数ｋ）を設定することができる。

また、歩行者の場合（線Ａ３）、車両の場合（線Ａ１）よりもクリアランスＸに対する許容上限値Ｖ_limの変化度合い（係数ｋ）が小さく設定されている。これにより、歩行者に対する安全性をより高めることができる。また、歩行者が大人の場合、歩行者が子供の場合、歩行者が複数人の場合に、それぞれ異なるゲイン（係数ｋ）を設定してもよい。

また、対象物の種類の相違に応じて、異なる安全距離Ｄ₀を設定してもよい。例えば、歩行者，車両，ガードレールの順に、安全距離が小さくなるように設定することができる。更に、大人よりも子供に対して、より大きな安全距離を設定してもよい。

図６は、対象物が車両（線Ｂ１）、ガードレール（線Ｂ２）、歩行者（線Ｂ３）の場合の車速Ｖ_ABS（絶対速度）と安全距離Ｄ₀の関係を示している。図６に示すように、車両１の絶対速度が大きいほど、安全距離Ｄ₀は、大きく設定される。したがって、低速走行で車両１が先行車を追い抜くときよりも、高速走行で追い抜くときの方が、安全距離は大きく設定される。

このように、速度分布領域は、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と対象物の相対速度、対象物の種類、車両１の進行方向、対象物の移動方向及び移動速度、対象物の長さ、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、対象物は、車両，歩行者，自転車，走行路区画物，障害物，交通信号、交通標識等を含む。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。走行路区画物は、ガイドレール，走行路の端部の段差を形成する路肩，中央分離帯，車線境界線が含まれる。障害物は、崖，溝，穴，落下物が含まれる。交通標識は、停止線，止まれ標識が含まれる。

また、図２及び図４では、それぞれの対象物に対して独立して速度分布領域が示されているが、複数の対象物が近接している場合には、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２及び図４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。

次に、図７及び図８を参照して、本実施形態の車両制御システムの処理の流れについて説明する。図７は車両制御システムの作用の説明図、図８は車両制御装置の処理フローである。
図７に示すように、車両１が走行路上を走行しているとき、車両１のＥＣＵ１０（データ取得部）は、複数のセンサから種々のデータを取得する（Ｓ１０）。具体的には、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１から車両１の前方を撮像した画像データを受け取り、ミリ波レーダ２２から測定データを受け取り、車速センサ２３から車速データを受け取る。

ＥＣＵ１０（対象物検知部）は、少なくとも車載カメラ２１を含む外部センサから取得したデータを処理して対象物を検知する（Ｓ１１）。具体的には、ＥＣＵ１０は、画像データの画像処理を実行して、駐車車両３及び歩行者６を対象物として検知する。このとき、対象物の種類（この場合は、車両、歩行者）が特定される。また、ＥＣＵ１０は、地図情報から特定の障害物の存在を検知することができる。

また、ＥＣＵ１０（位置及び相対速度算出部）は、測定データに基づいて、車両１に対する検知された対象物（駐車車両３、歩行者６）の位置及び相対速度を算出する。なお、対象物の位置は、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（速度分布領域設定部）は、検知したすべての対象物（即ち、車両３，歩行者６）について、それぞれ速度分布領域４０Ａ，４０Ｂを設定する（Ｓ１２）。そして、ＥＣＵ１０（経路算出部）は、設定されたすべての速度分布領域４０Ａ，４０Ｂに基づいて、予め設定されたモードに応じて、車両１の走行可能な経路及びこの経路上の各位置における設定車速又は目標速度を算出する（Ｓ１３）。

なお、この設定車速は、経路上の各点において、対象物に対する相対速度が複数の速度分布領域の許容上限値のうち、より小さい許容上限値Ｖ_limとなるように算出され、かつ、経路に沿った速度変化が滑らかになるように調整される。そして、車両１が算出された経路を走行するため、ＥＣＵ１０（回避制御実行部）は、予め設定されたモードに応じて、以下のような回避制御を実行する（Ｓ１４）。

なお、車両１は、図示しない入力装置を用いて、運転者が所望の運転支援モードを選択することができるように構成される。また、予めＥＣＵ１０内に所定のモードが設定されていてもよい。また、図８の処理フローは、所定時間（例えば、０．１秒）毎に繰り返し実行されるため、算出される経路及びこの経路上の設定速度は、時間経過と共に変化する。

ここでは、図７において、算出される経路が、経路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の場合について説明する。

経路Ｒ１は、直進経路である。経路Ｒ１は、直進優先モード（又は最短距離優先モード）が設定されている場合に算出される。経路Ｒ１は、速度分布領域４０Ａの等相対速度線ｄ，ｃ，ｃ，ｄ、速度分布領域４０Ｂの等相対速度線ｄ，ｃ，ｃ，ｄをそれぞれ横切っている。したがって、車両１が経路Ｒ１を走行する場合には、経路１上で進行方向の相対速度の許容上限値が変化する。具体的には、許容上限値は、一旦小さくなった後に大きくなり（速度分布領域４０Ａ）、再び小さくなった後に大きくなる（速度分布領域４０Ｂ）。

直進優先モードに加えて、設定速度に自動追従する自動速度追従モードが選択されている場合（例えば、設定速度６０ｋｍ／ｈ）には、経路Ｒ１の走行中に、車両１は、駐車車両３に接近するにつれて自動的に減速され、駐車車両３とすれ違った後は設定速度まで加速され、その後、歩行者６に接近するに連れて減速され、歩行者６とすれ違った後は再び設定速度まで加速されることになる。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、経路Ｒ１上で設定車速以下で許容上限値（進行方向に沿った相対速度成分）に追従し、許容上限値を超えることを抑制するように、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号を出力する。

また、自動速度追従モードが付加的に選択されていない場合には、車両１が経路Ｒ１に相対速度６０ｋｍ／ｈで進入すると、運転者が同じアクセルの踏み込み量を維持していても、上述と同様に回避制御により、車両１の速度が自動的に制御される。即ち、運転者が許容上限値以下の相対速度に減速させるようにアクセルの踏み込み量を減少させない限り、車両１の相対速度は、各地点において許容上限値に維持される。なお、車両１が経路Ｒ１に、例えば相対速度４０ｋｍ／ｈで進入したときには、アクセル踏み込み量が減少されなければ、等相対速度線ｃ（４０ｋｍ／ｈに相当）内に進入するまでは相対速度が４０ｋｍ／ｈに維持される（加減速されない）。

一方、経路Ｒ３は、速度分布領域４０Ａ，４０Ｂの等相対速度線ｄの外側を通る経路である。経路Ｒ３は、車速の低下を抑制するモード設定である速度優先モードが設定されている場合に算出される。

速度優先モードに加えて、車両１の操舵方向を自動的に制御する自動操舵モードが選択されている場合には、経路Ｒ３上での許容上限値が少なくとも相対速度６０ｋｍ／ｈよりも大きいので、車両１が６０ｋｍ／ｈ（絶対速度）で経路Ｒ３に進入すると、車両３及び歩行者６の速度が変化しなければ、同じ車速を維持したまま、自動操舵により経路Ｒ３上を走行する。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、経路Ｒ３上を走行するようにステアリング制御システム３３に操舵方向変更要求信号を出力する。ただし、このとき、アクセルの踏み込み量に応じた車速が維持されるので、エンジン出力変更要求信号やブレーキ要求信号は出力されない。

なお、経路Ｒ３は、車両１の相対速度が６０ｋｍ／ｈの場合に算出される経路であるため、速度分布領域４０Ａ，４０Ｂの等相対速度線ｄ（６０ｋｍ／ｈに相当）の外側に沿った経路となっている。しかし、車両１の相対速度が、例えば、４０ｋｍ／ｈの場合には、速度分布領域４０Ａ，４０Ｂの等相対速度線ｃ（４０ｋｍ／ｈに相当）の外側に沿った別の経路が算出される。

また、自動操舵モードが付加的に選択されていない場合には、６０ｋｍ／ｈで走行していた車両１が、運転者のステアリングホイールの操作により進路が変更され、経路Ｒ３に進入すると、車両３及び歩行者６の速度が変化しなければ、車両１は速度分布領域４０Ａ，４０Ｂによって速度の制限を受けない。したがって、経路Ｒ３の走行中に、ＥＣＵ１０は、エンジン出力変更要求信号やブレーキ要求信号を出力しないので、アクセルの踏み込み量に応じた車速が維持される。

また、経路Ｒ２は、経路Ｒ１と経路Ｒ３の間を通過する経路である。経路Ｒ２は、直進優先と速度優先の混合モード（即ち、両者の優先割合を運転者が決定する運転者選択モード）が設定されている場合に算出される。
混合モードに加え、自動操舵モードが選択されていた場合には、アクセルの踏み込み量に応じた車速（例えば、６０ｋｍ／ｈ）で走行していた車両１は、この車速を上限として、経路Ｒ２の各地点における許容上限値によって制限された相対速度で経路Ｒ２上を走行する。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、経路Ｒ２上の各地点における許容上限値の相対速度に追従するように、エンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号による速度制御を実行すると共に、車両１が経路Ｒ２を走行するように、操舵方向変更要求信号による操舵制御を実行する。

また、自動操舵モードが付加的に選択されていない場合には、アクセルの踏み込み量に応じた車速（例えば、６０ｋｍ／ｈ）で走行していた車両１は、運転者のステアリングホイールの操作により進路が変更され、経路Ｒ２に進入することができる。この場合、車両１は、アクセルの踏み込み量に応じた車速を上限として、経路Ｒ２上の各地点における許容上限値によって制限された相対速度で経路Ｒ２上を走行する。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、上述と同様な速度制御を実行するように、エンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号を出力する。

直進優先の場合には速度変化が大きくなるため、運転者が受ける前後方向加速度（縦Ｇ）が大きくなる。一方、速度優先の場合には速度を維持した状態で操舵角が大きくなるため、運転者が受ける横方向加速度（横Ｇ）が大きくなる。よって、例えば、縦Ｇと横Ｇの比率を快適さのための評価関数として、混合モードを複数の段階で設定することができる。したがって、混合モードの各段階では、縦Ｇと横Ｇの比率が予め設定された範囲内となる経路が算出される。

また、図４Ｃに示すように、対象物が交通信号７（赤信号）であった場合には、ステップＳ１３において、ＥＣＵ１０（経路算出部）は、等相対速度線ａ（０ｋｍ／ｈに相当）において停止するまでの経路を算出する。そして、この経路上の許容上限値の相対速度に追従するように、ＥＣＵ１０は、エンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号を出力する。これにより、車両１は、赤信号に接近するにつれて減速し、最終的に赤信号の手前で停止する。

次に、本実施形態の車両制御装置（ＥＣＵ）１０の作用について説明する。
本実施形態では、少なくとも検知された対象物（駐車車両３、歩行者６等）の横方向領域に速度分布領域４０が設定される。この速度分布領域４０には、車両１が対象物とすれ違うときの相対速度の許容上限値が設定される。そして、本実施形態では、車両１の相対速度が、この速度分布領域４０に設定された許容上限値を超えないように、制御される。このように、本実施形態では、対象物と車両１の間の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等の安全運転支援システムを統合して制御できるので、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。

本実施形態では、速度分布領域４０は、対象物からの横方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定される。このように、本実施形態では、対象物からの距離に応じて車両１の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、車両１が対象物から離れた状態で対象物とすれ違う場合には、大きな相対速度が許容されるが、車両が対象物と接近した状態で対象物とすれ違う場合には、小さな相対速度となるように車両速度が制限される。

本実施形態では、回避制御（Ｓ１４）において、速度分布領域４０内における車両１の相対速度が許容上限値を超えないように車両１の速度及び／又は操舵方向が変更される。この回避制御のため、例えば、図７の経路Ｒ１のように、車両１の速度自体を変更（減速）するように構成するか、経路Ｒ３のように、より大きな許容上限値を有するエリアを通過するように操舵方向の変更により走行経路を変更するように構成するか、経路Ｒ２のように、速度と操舵方向の両方を変更するように構成することができる。

本実施形態では、回避制御を実行するため、速度分布領域４０に基づいて車両１の経路が算出されるので、対象物との関係において、安全な経路で車両１を走行させることができる。

本実施形態では、速度分布領域４０は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように、対象物の横方向領域から後方領域に対しても更に設定される。このため、本実施形態では、車両１が対象物の後方や対象物の斜め後方を走行中においても、先行車とすれ違う場合の上述の制御規則を拡張して適用することにより、相対速度の許容上限値が設定される。したがって、本実施形態では、先行車の後方や斜め後方を車両１が走行中においても、安全な相対速度が保持されると共に、簡易且つ効率的な制御が可能である。

本実施形態では、速度分布領域４０は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように、対象物の横方向領域から前方領域に対しても更に設定される。このため、本実施形態では、車両１が対象物とすれ違った後においても、先行車とすれ違う場合の上述の制御規則を拡張して適用することにより、相対速度の許容上限値が設定される。したがって、本実施形態では、先行車を追い抜いた後においても、安全な相対速度が保持されると共に、簡易且つ効率的な制御が可能である。

本実施形態では、速度分布領域４０は、図３に示すように、対象物から所定の安全距離Ｄ₀だけ離れた位置において、許容上限値がゼロとなるように設定される。これにより、本実施形態では、車両１は対象物に対して安全距離Ｄ₀だけ離れた位置までしか近づけないように構成されている。したがって、本実施形態では、対象物が急に車両１へ接近する方向に移動した場合であっても、車両１と対象物との接触を防止することができる。

本実施形態では、安全距離Ｄ₀は、図６に示すように、検知された対象物の種類及び／又は車両１の絶対速度に応じて変更される。これにより、本実施形態では、対象物と車両１との間の安全距離Ｄ₀は、どのような対象物であるか、車両１がどのような速度で走行中であるかによって、変更される。したがって、本実施形態では、運転者に、状況に応じて、より大きな安心感を与えられると共に、安全性を高めることができる。

本実施形態では、図５に示すように、検知された対象物の種類に応じて、対象物からの距離に対する許容上限値の変化度合いを変更する。これにより、本実施形態では、対象物の種類に応じて、速度分布領域４０の大きさが設定されることになる。したがって、本実施形態では、対象物に適した大きさを持つ速度分布領域４０を設定することができる。

１、３ 車両
２ 走行路
４ ガードレール
５ 車線境界線
６ 歩行者
７ 交通信号
２１ 車載カメラ
２２ ミリ波レーダ
２３ 車速センサ
２４ 測位システム
２５ ナビゲーションシステム
３１ エンジン制御システム
３２ ブレーキ制御システム
３３ ステアリング制御システム
４０、４０Ａ、４０Ｂ 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
Ｄ₀ 安全距離
Ｘ クリアランス
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 経路

Claims (11)

1. 車両に搭載される車両制御装置であって、
   前記車両の外部にある対象物を検知し、
   前記車両の進行方向に対する少なくとも前記対象物の横方向領域に、前記車両の進行方向における前記対象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、この速度分布領域内において複数の許容上限値が少なくとも前記対象物からの距離に応じて設定され、
   前記車両の走行中の各位置に対して、前記対象物に対する前記車両の相対速度が前記各位置での前記許容上限値を超えることを抑制する回避制御を実行するように構成されている、車両制御装置。
2. 前記速度分布領域は、前記対象物からの横方向距離が小さいほど前記許容上限値が低下するように設定される、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記回避制御において、前記速度分布領域内における前記車両の相対速度が前記許容上限値を超えないように前記車両の速度及び／又は操舵方向が変更される、請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記回避制御において、前記速度分布領域に基づいて前記車両の経路が算出される、請求項１に記載の車両制御装置。
5. 前記速度分布領域は、前記対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど前記許容上限値が低下するように、前記対象物の横方向領域から後方領域に対しても更に設定される、請求項１に記載の車両制御装置。
6. 前記速度分布領域は、前記対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど前記許容上限値が低下するように、前記対象物の横方向領域から前方領域に対しても更に設定される、請求項１に記載の車両制御装置。
7. 前記速度分布領域は、前記対象物から所定の安全距離だけ離れた位置において、許容上限値がゼロとなるように設定される、請求項１に記載の車両制御装置。
8. 前記安全距離は、検知された前記対象物の種類及び／又は前記車両の絶対速度に応じて変更される、請求項７に記載の車両制御装置。
9. 検知された前記対象物の種類に応じて、前記対象物からの距離に対する前記許容上限値の変化度合いを変更する、請求項１に記載の車両制御装置。
10. 前記対象物が歩行者の場合の前記変化度合いは、前記対象物が車両の場合の前記変化度合いよりも小さい、請求項９に記載の車両制御装置。
11. 前記対象物は、車両、歩行者、自転車、走行路区画物、障害物、交通信号、交通標識の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の車両制御装置。

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