JP6751729B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に自車両の加減速及び操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御を行う車両の制御装置に関する。

従来、例えば特許文献１に示すように、目的地までの経路に沿って自車両が走行するように、自車両の加減速および操舵のうち、少なくとも一方を自動的に制御する自動運転制御部を備える車両の制御装置がある。

上記のような自動運転制御における車両の加減速の制御において、従来は、後続車両の状況に応じて自車両の目標加減速度を修正することは行われていなかった。しかしながら、自車両と後続車両との車間距離が過度に少なかったり、あるいは自車両と後続車両との相対的な加減速度の変化が大きいと、自車両の乗員が後続車両との衝突等の不安を感じることがある。また、相対的な加減速度の変化が過度に大きい場合には、後続車両との衝突の危険もあり得る。

特開２０１７−１４６８１９号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動運転制御における車両の加減速の制御での目標加減速度を適切に修正することで、自車両が穏やかな減速をするようにして、自車両の乗員が後続車両との衝突等の不安を感じることを回避でき、後続車両との実際の衝突のリスクも軽減することができる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明にかかる車両の制御装置は、自車両（１）の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御を行う自動運転制御部（１１０）を備える車両の制御装置（１００）であって、前記自動運転制御部（１１０）は、前記自車両（１）の目標とする走行状態である目標走行状態を設定する目標走行状態設定部（１１８）と、前記目標走行状態設定部で設定した目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する走行制御部（１２０）と、前記自車両と後続車両（３００）との車間距離を判断する車間距離判断部（１２，１１２）と、を備え、前記目標走行状態設定部は、前記自車両の加減速度の目標値である目標加減速度を設定し、前記自車両と前記後続車両との車間距離（Ｌ）が第１のしきい値（Ｌ１）よりも小さい場合、前記目標加減速度を小さくなるように修正することを特徴とする。

また、本発明にかかる車両の制御装置は、自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御を行う自動運転制御部を備える車両の制御装置であって、前記自動運転制御部は、前記自車両の目標とする走行状態である目標走行状態を設定する目標走行状態設定部と、前記目標走行状態設定部で設定した目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する走行制御部と、前記自車両と後続車両との車間距離を判断する車間距離判断部と、を備え、前記目標走行状態設定部は、前記自車両の加減速度の目標値である目標加減速度を設定し、前記車間距離から判断した前記自車両に対する前記後続車両の加減速度の変化量が第２のしきい値（Ａ１，Ａ２）よりも大きい場合、前記目標加減速度を小さくなるように修正することを特徴とする。

また、本発明にかかる車両の制御装置は、自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御を行う自動運転制御部を備える車両の制御装置であって、前記自動運転制御部は、前記自車両の目標とする走行状態である目標走行状態を設定する目標走行状態設定部と、前記目標走行状態設定部で設定した目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する走行制御部と、前記自車両と後続車両との車間距離を判断する車間距離判断部と、を備え、前記目標走行状態設定部は、前記自車両の加減速度の目標値である目標加減速度を設定し、前記自車両と後続車両との車間距離（Ｌ）が所定のしきい値（Ｌ１）よりも小さい場合、前記目標加減速度を小さくなるように修正し、かつ、前記車間距離から判断した前記自車両に対する前記後続車両の加減速度の変化量が第２のしきい値（Ａ１，Ａ２）よりも大きい場合、前記目標加減速度を小さくなるように修正することを特徴とする。

本発明にかかる車両の制御装置によれば、自車両と後続車両との車間距離が第１のしきい値よりも小さい場合、あるいは、自車両に対する後続車両の加減速度の変化量が第２のしきい値よりも大きい場合に、自車両の加減速度の目標値を小さくする制御を行うことで、自動運転制御における自車両の加減速をより穏やかな加減速とすることができる。したがって、自車両の乗員が後続車両との衝突等の不安を感じずに済むようになる。また、自車両と後続車両との衝突のおそれを効果的に低減することができる。

また、本発明にかかる上記の車両の制御装置では、前記自車両は、駆動源（ＥＧ）から伝達された駆動力による回転を変速して駆動輪側に出力する有段式の自動変速機（ＴＭ）を備え、前記自動運転制御部は、前記自動変速機の目標変速段をより高速段側の変速段に切り替えることで、前記目標加減速度を小さくなるように修正してもよい。

この構成によれば、自動変速機の目標変速段をより高速段側の変速段に切り替える（シフトアップする）ことで、簡単な制御で確実に自車両の加減速をより穏やかな加減速とすることができる。

また、本発明にかかる上記の車両の制御装置では、前記自動変速機で設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップ（５５）を複数記憶するシフトマップ記憶手段（５）を備え、前記自動運転制御部は、前記自動変速機の変速制御に用いる前記シフトマップをより低車速側でシフトアップが行われる他のシフトマップに変更することで、前記目標加減速度を小さくなるように修正してもよい。

この構成によれば、前記自動変速機の変速制御に用いる前記シフトマップをより低車速側でシフトアップが行われる他のシフトマップに変更することで、簡単な制御で確実に自車両の加減速をより穏やかな加減速とすることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における対応する構成要素の図面参照番号を参考のために示すものである。

本発明にかかる車両の制御装置によれば、自動運転制御における車両の加減速の制御での目標加減速度を後続車両との関係に応じて適切に修正することで、自車両の加減速がより穏やかな加減速となるようにして、自車両の乗員が後続車両との衝突等の不安を感じることを回避でき、後続車両との衝突のリスクを軽減することができる。

本発明の一実施形態の車両の制御装置の機能構成図である。 車両の走行駆動力出力装置（駆動装置）の構成を示す概略図である。 目標加減速度の修正制御における車間距離判定と後続車加減速変化判定を説明するための図である。 目標加減速度の修正制御の手順を示すフローチャートである。 目標加減速度の修正制御における各値の変化を示すタイミングチャートである。 目標加減速度の修正領域を説明するための図である。 シフトマップの変更について説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、車両１に搭載された制御装置１００の機能構成図である。同図を用いての制御装置１００の構成を説明する。この制御装置１００が搭載される車両（自車両）１は、例えば、二輪や三輪、四輪等の自動車であり、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関を動力源とした自動車や、電動機を動力源とした電気自動車、内燃機関および電動機を兼ね備えたハイブリッド自動車等を含む。また、上述した電気自動車は、例えば、二次電池、水素燃料電池、金属燃料電池、アルコール燃料電池等の電池により放電される電力を使用して駆動される。

制御装置１００は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４など車両１の外部からの各種情報を取り入れるための手段を備える。また、アクセルペダル７０、ブレーキペダル７２、およびステアリングホイール７４、切替スイッチ８０等の操作デバイスと、アクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ（ブレーキスイッチ）７３、およびステアリング操舵角センサ（またはステアリングトルクセンサ）７５等の操作検出センサと、報知装置（出力部）８２とを備える。また、車両１の駆動又は操舵を行うための装置として、走行駆動力出力装置（駆動装置）９０と、ステアリング装置９２と、ブレーキ装置９４を備えると共に、これらを制御するための制御装置１００を備える。これらの装置や機器は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、例示した操作デバイスについてはあくまで一例であり、ボタン、ダイヤルスイッチ、ＧＵＩ（Graphical User Interface）スイッチ等が車両１に搭載されても構わない。

外部状況取得部１２は、車両１の外部状況、例えば、走行路の車線や車両周辺の物体といった車両周辺の環境情報を取得するように構成される。外部状況取得部１２は、例えば、各種カメラ（単眼カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラ等）や各種レーダ（ミリ波レーダ、マイクロ波レーダ、レーザレーダ等）等を備える。また、カメラにより得られた情報とレーダにより得られた情報を統合するフュージョンセンサを使用することも可能である。

経路情報取得部１３は、ナビゲーション装置を含む。ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機や地図情報（ナビ地図）、ユーザインターフェースとして機能するタッチパネル式表示装置、スピーカ、マイク等を有する。ナビゲーション装置は、ＧＮＳＳ受信機によって車両１の位置を特定し、その位置からユーザによって指定された目的地までの経路を導出する。ナビゲーション装置により導出された経路は、経路情報１４４として記憶部１４０に格納される。車両１の位置は、走行状態取得部１４の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって特定または補完されてもよい。また、ナビゲーション装置は、制御装置１００が手動運転モードを実行している際に、目的地に至る経路について音声やナビ表示によって案内を行う。なお、車両１の位置を特定するための構成は、ナビゲーション装置とは独立して設けられてもよい。また、ナビゲーション装置は、例えば、ユーザの保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の一機能によって実現されてもよい。この場合、端末装置と制御装置１００との間で無線または有線による通信によって情報の送受信が行われる。

走行状態取得部１４は、車両１の現在の走行状態を取得するように構成される。走行状態取得部１４は、走行位置取得部２６と、車速取得部２８と、ヨーレート取得部３０と、操舵角取得部３２と、走行軌道取得部３４とを含む。

走行位置取得部２６は、走行状態の１つである車両１の走行位置及び車両１の姿勢（進行方向）を取得するように構成される。走行位置取得部２６は、各種測位装置、例えば、衛星や路上装置から送信される電磁波を受信して位置情報（緯度、経度、高度、座標等）を取得する装置（ＧＰＳ受信機、ＧＮＳＳ受信機、ビーコン受信機等）やジャイロセンサや加速度センサ等を備える。車両１の走行位置は車両１の特定部位を基準に測定される。

車速取得部２８は、走行状態の１つである車両１の速度（車速という。）を取得するように構成される。車速取得部２８は、例えば、１以上の車輪に設けられる速度センサ等を備える。

ヨーレート取得部３０は、走行状態の１つである車両１のヨーレートを取得するように構成される。ヨーレート取得部３０は、例えば、ヨーレートセンサ等を備える。

操舵角取得部３２は、走行状態の１つである操舵角を取得するように構成される。操舵角取得部３２は、例えば、ステアリングシャフトに設けられる操舵角センサ等を備える。ここでは、取得された操舵角に基づいて操舵角速度及び操舵角加速度も取得される。

走行軌道取得部３４は、走行状態の１つである車両１の実走行軌道の情報（実走行軌道）を取得するように構成される。実走行軌道とは、実際に車両１が走行した軌道（軌跡）を含み、これから走行する予定の軌道、例えば走行した軌道（軌跡）の進行方向前側の延長線を含んでいてもよい。走行軌道取得部３４はメモリを備える。メモリは実走行軌道に含まれる一連の点列の位置情報を記憶する。また、延長線はコンピュータ等により予測可能である。

操作検出センサであるアクセル開度センサ７１、ブレーキ踏量センサ７３、ステアリング操舵角センサ７５は、検出結果としてのアクセル開度、ブレーキ踏量、ステアリング操舵角を制御装置１００に出力する。

切替スイッチ８０は、車両１の乗員によって操作されるスイッチである。切替スイッチ８０は、乗員の操作を受け付け、受け付けた操作内容から運転モード（例えば、自動運転モードと手動運転モード）の切り替えを行う。切替スイッチ８０は、乗員の操作内容から、車両１の運転モードを指定する運転モード指定信号を生成し、制御装置１００に出力する。

また、本実施形態の車両１は、運転者によりシフトレバーを介して操作されるシフト装置６０を備える。シフト装置６０におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマルモード）での前進走行）、Ｓ（スポーツモードでの前進走行）などがある。シフト装置６０の近傍には、シフトポジションセンサ２０５が設けられる。シフトポジションセンサ２０５は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、制御装置１００に入力される。なお、手動運転モードでは、シフトポジションセンサ２０５で検出されたシフトポジションの情報は、直接的に走行駆動力出力装置９０（ＡＴ−ＥＣＵ５）に出力される。

報知装置８２は、情報を出力可能な種々の装置である。報知装置８２は、例えば車両１の乗員に、自動運転モードから手動運転モードへの移行を促すための情報を出力する。報知装置８２としては、例えばスピーカ、バイブレータ、表示装置、および発光装置等のうち少なくとも１つが用いられる。

走行駆動力出力装置（駆動装置）９０は、本実施形態の車両１では、図２に示すように、エンジンＥＧおよび該エンジンＥＧを制御するＦＩ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４と、自動変速機ＴＭおよび該自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５を備えて構成されている。なお、これ以外にも、走行駆動力出力装置９０としては、車両１が電動機を動力源とした電気自動車である場合には、走行用モータおよび走行用モータを制御するモータＥＣＵを備えてよい。車両１がハイブリッド自動車である場合には、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を備えてよい。本実施形態のように走行駆動力出力装置９０がエンジンＥＧ及び自動変速機ＴＭで構成されている場合、ＦＩ−ＥＣＵ４及びＡＴ−ＥＣＵ５は、後述する走行制御部１２０から入力される情報に従って、エンジンＥＧのスロットル開度や自動変速機ＴＭのシフト段等を制御し、車両１が走行するための走行駆動力（トルク）を出力する。また、走行駆動力出力装置９０が走行用モータのみを含む場合、モータＥＣＵは、走行制御部１２０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、上述した走行駆動力を出力する。また、走行駆動力出力装置９０がエンジンおよび走行用モータを含む場合、ＦＩ−ＥＣＵおよびモータＥＣＵの双方は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、互いに協調して走行駆動力を制御する。

ステアリング装置９２は、例えば、電動モータを備える。電動モータは、例えば、ラックアンドピニオン機構に力を作用させて転舵輪の向きを変更する。ステアリング装置９２は、走行制御部１２０から入力される情報に従って、電動モータを駆動させ、転舵輪の向きを変更する。

ブレーキ装置９４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、走行制御部１２０から入力される情報に従って電動モータを制御し、制動操作に応じた制動力を出力するブレーキトルク（制動力出力装置）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７２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９４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、走行制御部１２０から入力される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、ブレーキ装置９４は、走行駆動力出力装置９０が走行用モータを備える場合は、当該走行用モータによる回生ブレーキを含んでもよい。

次に、制御装置（車両制御装置）１００について説明する。制御装置１００は、自動運転制御部１１０と、走行制御部１２０と、記憶部１４０とを備える。自動運転制御部１１０は、自車位置認識部１１２と、外界認識部１１４と、行動計画生成部１１６と、目標走行状態設定部１１８とを備える。自動運転制御部１１０の各部、走行制御部１２０の一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラム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。また、記憶部１４０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。プロセッサが実行するプログラムは、予め記憶部１４０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。また、プログラムは、そのプログラムを格納した可搬型記憶媒体が図示しないドライブ装置に装着されることで記憶部１４０にインストールされてもよい。また、制御装置１００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。これにより、車両１の車載コンピュータに対して、上述したハードウェア機能部と、プログラム等からなるソフトウェアとを協働させて、本実施形態における各種処理を実現することができる。

自動運転制御部１１０は、切替スイッチ８０からの信号の入力に従い、運転モードを切り替えて制御を行う。運転モードとしては、車両１の加減速および操舵を自動的に制御する運転モード（自動運転モード）や、車両１の加減速をアクセルペダル７０やブレーキペダル７２等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御し、操舵をステアリングホイール７４等の操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（手動運転モード）があるが、これに限定されるものではない。他の運転モードとして、例えば、車両１の加減速および操舵のうち一方を自動的に制御し、他方を操作デバイスに対する操作に基づいて制御する運転モード（半自動運転モード）を含んでいてもよい。なお、以下の説明で「自動運転」というときは、上記の自動運転モードに加えて半自動運転モードも含むものとする。

なお、手動運転モードの実施時においては、自動運転制御部１１０は動作を停止し、操作検出センサからの入力信号が走行制御部１２０に出力されるようにしてもよいし、直接的に走行駆動力出力装置９０（ＦＩ−ＥＣＵ又はＡＴ−ＥＣＵ）、ステアリング装置９２、またはブレーキ装置９４に供給されるようにしてもよい。

自動運転制御部１１０の自車位置認識部１１２は、記憶部１４０に格納された地図情報１４２と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、または走行状態取得部１４から入力される情報とに基づいて、車両１が走行している車線（走行車線）、および、走行車線に対する車両１の相対位置を認識する。地図情報１４２は、例えば、経路情報取得部１３が有するナビ地図よりも高精度な地図情報であり、車線の中央の情報あるいは車線の境界の情報等を含んでいる。より具体的には、地図情報１４２には、道路情報や、交通規制情報、住所情報（住所・郵便番号）、施設情報、電話番号情報等が含まれる。道路情報には、高速道路、有料道路、国道、都道府県道といった道路の種別を表す情報や、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の位置（経度、緯度、高さを含む３次元座標）、車線のカーブの曲率、車線の合流および分岐ポイントの位置、道路に設けられた標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事や交通事故、渋滞等によって車線が封鎖されているといった情報が含まれる。

自車位置認識部１１２は、例えば、車両１の基準点（例えば重心）の走行車線中央からの乖離、および車両１の進行方向の走行車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識する。なお、これに代えて、自車位置認識部１１２は、自車線の何れかの側端部に対する車両１の基準点の位置等を、走行車線に対する車両１の相対位置として認識してもよい。

外界認識部１１４は、外部状況取得部１２等から入力される情報に基づいて、周辺車両の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。本実施形態における周辺車両とは、車両１の周辺を走行する他の車両であって、車両１と同じ方向に走行する車両である。周辺車両の位置は、車両１の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、車両１の輪郭で表現された領域で表されてもよい。周辺車両の「状態」とは、上記各種機器の情報に基づいて周辺車両の加速度、車線変更をしているか否か（あるいは車線変更をしようとしているか否か）を含んでもよい。また、外界認識部１１４は、周辺車両に加えて、ガードレールや電柱、駐車車両、歩行者その他の物体の位置を認識してもよい。

行動計画生成部１１６は、自動運転の開始地点、自動運転の終了予定地点、および／または自動運転の目的地を設定する。自動運転の開始地点は、車両１の現在位置であってもよいし、車両１の乗員により自動運転を指示する操作がなされた地点でもよい。行動計画生成部１１６は、その開始地点と終了予定地点の間の区間や、開始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。なお、これに限定されるものではなく、行動計画生成部１１６は、任意の区間について行動計画を生成してもよい。

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、車両１を減速させる減速イベントや、車両１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車両１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、車両１に前走車両を追い越させる追い越しイベント、分岐ポイントにおいて所望の車線に変更させたり、現在の走行車線を逸脱しないように車両１を走行させたりする分岐イベント、本線に合流するための合流車線において車両１を加減速させ、走行車線を変更させる合流イベント等が含まれる。例えば、有料道路（例えば高速道路等）においてジャンクション（分岐点）が存在する場合、制御装置１００は、車両１を目的地の方向に進行するように車線を変更したり、車線を維持したりする。従って、行動計画生成部１１６は、地図情報１４２を参照して経路上にジャンクションが存在していると判明した場合、現在の車両１の位置（座標）から当該ジャンクションの位置（座標）までの間に、目的地の方向に進行することができる所望の車線に車線変更するための車線変更イベントを設定する。なお、行動計画生成部１１６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１４６として記憶部１４０に格納される。

目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６により決定された行動計画と、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、及び走行状態取得部１４により取得される各種情報に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態を設定するように構成される。目標走行状態設定部１１８は、目標値設定部５２と目標軌道設定部５４とを含む。また、目標走行状態設定部１１８は、偏差取得部４２、補正部４４も含む。

目標値設定部５２は、車両１が目標とする走行位置（緯度、経度、高度、座標等）の情報（単に目標位置ともいう。）、車速の目標値情報（単に目標車速ともいう。）、ヨーレートの目標値情報（単に目標ヨーレートともいう。）を設定するように構成される。目標軌道設定部５４は、外部状況取得部１２により取得される外部状況、及び、経路情報取得部１３により取得される走行経路情報に基づいて、車両１の目標軌道の情報（単に目標軌道ともいう。）を設定するように構成される。目標軌道は、単位時間毎の目標位置の情報を含む。各目標位置には、車両１の姿勢情報（進行方向）が対応づけられる。また、各目標位置に車速、加速度、ヨーレート、横Ｇ、操舵角、操舵角速度、操舵角加速度等の目標値情報が対応づけられてもよい。上述した目標位置、目標車速、目標ヨーレート、目標軌道は目標走行状態を示す情報である。

偏差取得部４２は、目標走行状態設定部１１８で設定される目標走行状態と、走行状態取得部１４で取得される実走行状態とに基づいて、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得するように構成される。

補正部４４は、偏差取得部４２により取得される偏差に応じて、目標走行状態を補正するように構成される。具体的には、偏差が大きくなるほど、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態を、走行状態取得部１４により取得された実走行状態に近づけて、新たな目標走行状態を設定する。

走行制御部１２０は、車両１の走行を制御するように構成される。具体的には、車両１の走行状態を、目標走行状態設定部１１８により設定された目標走行状態、又は、補正部４４により設定された新たな目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する。走行制御部１２０は、加減速指令部５６と、操舵指令部５８とを含む。

加減速指令部５６は、車両１の走行制御のうち、加減速制御を行うように構成される。具体的には、加減速指令部５６は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態（目標加減速度）と実走行状態（実加減度）とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための加減速度指令値を演算する。

操舵指令部５８は、車両１の走行制御のうち、操舵制御を行うように構成される。具体的には、操舵指令部５８は、目標走行状態設定部１１８又は補正部４４により設定された目標走行状態と、実走行状態とに基づいて、車両１の走行状態を目標走行状態に一致させるための操舵角速度指令値を演算する。

図２は、車両１が備える走行駆動力出力装置（駆動装置）９０の構成を示す概略図である。同図に示すように、本実施形態の車両１の走行駆動力出力装置９０は、駆動源である内燃機関（エンジン）ＥＧと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥＧと連結される自動変速機ＴＭとを備える。自動変速機ＴＭは、エンジンＥＧから伝達された駆動力による回転を変速して駆動輪側に出力する変速機であって、前進走行用の複数の変速段と後進走行用の一の変速段とを設定可能な有段式の自動変速機である。また、走行駆動力出力装置９０は、エンジンＥＧを電子的に制御するＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４と、トルクコンバータＴＣを含む自動変速機ＴＭを電子的に制御するＡＴ−ＥＣＵ（自動変速制御装置）５と、ＡＴ−ＥＣＵ５の制御に従いトルクコンバータＴＣの回転駆動やロックアップ制御および自動変速機ＴＭが備える複数の摩擦係合機構の締結（係合）・解放を油圧制御する油圧制御装置６とを備えている。

エンジンＥＧの回転出力は、クランクシャフト（エンジンＥＧの出力軸）２２１に出力され、トルクコンバータＴＣを介して自動変速機ＴＭの入力軸２２７に伝達される。

クランクシャフト２２１（エンジンＥＧ）の回転数Ｎｅを検出するクランクシャフト回転数センサ２０１が設けられる。また、入力軸２２７の回転数（自動変速機ＴＭの入力軸回転数）Ｎｉを検出する入力軸回転数センサ２０２が設けられる。また、出力軸２２８の回転数（自動変速機ＴＭの出力軸回転数）Ｎｏを検出する出力軸回転数センサ２０３が設けられる。各センサ２０１〜２０３により検出された回転数データＮｅ，Ｎｉ，Ｎｏ及びＮｏから算出される車速データがＡＴ−ＥＣＵ５に与えられる。また、エンジン回転数データＮｅは、ＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４に与えられる。また、エンジンＥＧのスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ２０６が設けられている。スロットル開度ＴＨのデータは、ＦＩ−ＥＣＵ４に与えられる。

また、自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５は、車速センサで検出した車速とアクセル開度センサ７１で検出したアクセル開度とに応じて自動変速機ＴＭで設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップ（変速特性）５５を有している。シフトマップ５５は、変速段毎に設定されたシフトアップ線及びダウンシフト線を含むもので、特性の異なる複数種類のシフトマップが予め用意されている。自動変速機ＴＭの変速制御では、ＡＴ−ＥＣＵ５は、これら複数種類のシフトマップから選択したシフトマップに従い自動変速機ＴＭの変速段を切り替える制御を行う。

［自動運転制御の概要］
車両１では、運転者による切替スイッチ８０の操作で自動運転モードが選択された場合、自動運転制御部１１０は車両１の自動運転制御を行う。この自動運転制御では、自動運転制御部１１０は、外部状況取得部１２、経路情報取得部１３、走行状態取得部１４などから取得した情報、あるいは自車位置認識部１１２及び外界認識部１１４で認識した情報に基づいて、車両１の現在の走行状態（実走行軌道や走行位置等）を把握する。目標走行状態設定部１１８は、行動計画生成部１１６で生成した行動計画に基づいて、車両１の目標とする走行状態である目標走行状態（目標軌道や目標位置）を設定する。偏差取得部４２は、目標走行状態に対する実走行状態の偏差を取得する。走行制御部１２０は、偏差取得部４２により偏差が取得される場合に、車両１の走行状態を目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御を行う。

補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道又は目標位置を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道又は目標位置に車両１が追従するように、車速取得部により取得される車速等に基づいて、走行駆動力出力装置９０及びブレーキ装置９４による車両１の加減速制御を行う。

また、補正部４４は、走行位置取得部２６により取得される走行位置に基づいて目標軌道を補正する。走行制御部１２０は、新たな目標軌道に車両１が追従するように、操舵角取得部３２により取得される操舵角速度に基づいて、ステアリング装置９２による操舵制御を行う。

［目標加減速度の修正制御］
そして、本実施形態の車両１の制御装置１００では、上記の自動運転制御における目標走行状態設定部１１８での目標加減速度の設定において、車両１（自車両）と後続車両３００（図３参照）との車間距離、あるいは車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量に応じて、設定する目標加減速度を修正する制御（目標加減速度の修正制御）を行う。以下、この目標加減速度の修正制御について説明する。

図３は、目標加減速度の修正制御における、（ａ）車間距離判定と（ｂ）後続車加減速変化判定とを説明するための図である。目標加減速度の修正制御（下方修正制御）では、同図（ａ）に示す車両（自車両）１と後続車両３００との車間距離Ｌを判定する車間距離判定において、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが所定のしきい値（第１のしきい値）Ｌ１以下（Ｌ≦Ｌ１）であると判定された場合には、自動運転における車両１の目標加減速度を下方修正（減少修正）する修正制御を行う。また、同図（ｂ）に示す車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量を判定する後続車加減速変化判定において、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが所定時間Ｔ１以内に上限側しきい値ＬＡ以上となり、かつ下限側しきい値ＬＢ以下となったと判定された場合には、車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化が大きい（所定以上）であると判断し、自動運転における車両１の目標加減速度を下方修正（減少修正）する修正制御を行う。

図４は、目標加減速度の修正制御の手順を示すフローチャートである。同図のフローチャートを用いて目標加減速度の修正制御の手順を説明する。目標加減速度の修正制御では、まず、車両（自車両）１の走行状態がクルーズ走行状態であるか否かの判定（クルーズ判定）を行う（ステップＳＴ１）。ここでは、例えば、車速センサで検出した車速またはアクセル開度センサ７１で検出したアクセル開度の変化量が所定量（例えば、車速又はアクセル開度が略一定であるとみなすことができる量）以下であることをもって、クルーズ走行状態であるとの判定（クルーズ判定）をすることができる。その結果、クルーズ走行状態ではないと判定した場合（ステップＳＴ１でＮＯ）は、目標加減速度の修正を行わずに処理を終了する。一方、クルーズ走行状態であると判定した場合（ステップＳＴ１でＹＥＳ）は、続けて、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌの判定を行う（ステップＳＴ２）。この車間距離Ｌの判定では、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが接近判定しきい値（第１のしきい値）Ｌ１以下（Ｌ≦Ｌ１）であるか否かを判断する。その結果、車両１と後続車両３００との車間距離がＬが接近判定しきい値Ｌ１以下で無い場合（ステップＳＴ２でＮＯ）は、目標加減速度の修正を行わずに処理を終了する。一方、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが接近判定しきい値Ｌ１以下である場合（ステップＳＴ２でＹＥＳ）は、続けて、後続車加減速変化判定（ステップＳＴ３〜ＳＴ５）を行う。この後続車加減速変化判定では、まず、この後続車加減速変化判定の経過時間を判断するためのタイマーを設定しておき、当該タイマーの時間内（規定タイマー内）であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。その結果、規定タイマー外であれば、すなわちタイマーの時間が経過している場合（ＮＯ）には、目標加減速度の修正を行わずに処理を終了する。一方、規定タイマー内、すなわちタイマーの時間が経過していない場合（ＹＥＳ）には、続けて、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが遠方側（上限側）のしきい値（上限値）ＬＡを超えた（上回った）か否かを判断する（ステップＳＴ４）。その結果、車間距離Ｌが遠方側しきい値ＬＡを超えていない場合（ＮＯ）は、目標加減速度の修正を行わずに処理を終了し、車間距離Ｌが遠方側しきい値ＬＡを超えている場合（ＹＥＳ）は、続けて、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが近方側（下限側）のしきい値（下限値）ＬＢを超えた（下回った）か否かを判断する（ステップＳＴ５）。その結果、車間距離Ｌが近方側しきい値ＬＢを超えていない場合（ＮＯ）は、目標加減速度の修正を行わずに処理を終了し、車間距離Ｌが近方側しきい値ＬＢを超えている場合（ＹＥＳ）は、目標加速度・減速度の減少修正を行う（ステップＳＴ６）。また、自動変速機ＴＭの変速段の上段側の変速段への切替指示（シフトアップ指示）を行う（ステップＳＴ７）。

図５は、目標加減速度の修正制御における各値の変化を示すタイミングチャートである。同図のタイミングチャートでは、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌ、車間距離遠方側判定フラグＦＡ、車間距離近方側判定フラグＦＢ、車間距離接近判定フラグＦ１、目標加速度Ｍ１、目標減速度Ｍ２、自動変速機ＴＭの目標シフト段（目標変速段）Ｎそれぞれの経過時間ｔに対する変化を示している。このタイミングチャートでは、時刻ｔ１に車間距離Ｌ（車両１と後続車両３００との車間距離、以下同じ。）の上限値が遠方側しきい値ＬＡを越える（上回る）ことで、車間距離遠方側判定フラグＦＡが０から１に変化する。また、時刻ｔ２に車間距離Ｌの下限値が近方側しきい値ＬＢを越える（下回る）ことで、近方側判定フラグＦＢが０から１に変化する。その後、時刻ｔ３に車間距離Ｌが接近判定しきい値Ｌ１を超える（下回る）ことで、車間距離接近判定フラグＦ１が０から１に変化する。その後、時刻ｔ４に車間距離Ｌの上限値が再び遠方側しきい値ＬＡを越える（上回る）ことで、遠方側判定フラグＦＡが１から２に変化する。その後、時刻ｔ５に車間距離Ｌの下限値が再び近方側しきい値ＬＢを越える（下回る）ことで、近方側判定フラグＦＢが１から２に変化する。この時刻ｔ５の時点で、接近判定フラグＦ１が１となっており、かつ、遠方側判定フラグＦＡと近方側判定フラグＦＢがいずれも２となっている。これにより、目標加速度Ｍ１及び目標減速度Ｍ２の修正制御が行われ、目標加速度Ｍ１及び目標減速度Ｍ２の絶対値がいずれも小さな値Ｍ１´，Ｍ２´に修正される。また、時刻ｔ５において自動変速機ＴＭの目標シフト段（目標変速段）が５速段からより高レシオ側（上段側）の変速段である６速段に変更される。これにより、以降の自動運転制御において、より穏やかな加減速が実現される。

なお、図５のタイミングチャートでは、接近判定フラグＦ１が１となったこと、及び、遠方側判定フラグＦＡと近方側判定フラグＦＢがいずれも２となったことを条件として目標加速度Ｍ１及び目標減速度Ｍ２の修正制御が行われる場合を示したが、これ以外にも、接近判定フラグＦ１が１となったことのみ、あるいは、遠方側判定フラグＦＡと近方側判定フラグＦＢがいずれも２となったことのみを条件としてもよい。また、遠方側判定フラグＦＡと近方側判定フラグＦＢは、いずれも１となったことを条件としてもよい。

図６は、目標加減速度の修正領域を説明するための図で、横軸に車両１と後続車両３００との車間距離Ｌを取り、縦軸に車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量を取るグラフ上での目標加減速度の修正領域（斜線部分）を示している。同図のグラフに示すように、車間距離Ｌが接近しきい値Ｌ１以下の領域（Ｌ≦Ｌ１）では、車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量にかかわらず目標加減速度の修正領域内となる。したがって、車間距離Ｌが接近しきい値Ｌ１以下であれば、車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量にかかわらず目標加減速度の修正制御が行われる。また、車間距離がＬ１より大きくＬ２以下の領域（Ｌ１＜Ｌ≦Ｌ２）では、車両１に対する後続車両３００の加速度変化量がしきい値（第２の閾値）Ａ１以上の領域又は減速度変化量がしきい値（第２の閾値）Ａ２（＝−Ａ１）以下の場合のみが目標加減速度の修正領域内となる。したがって、車間距離がＬ１より大きくＬ２以下のときには、車両１に対する後続車両３００の加速度変化量がしきい値Ａ１以上又は減速度変化量がしきい値Ａ２以下の場合に目標加減速度の修正制御が行われる。さらに、車間距離がＬ２より大きな領域（Ｌ２＜Ｌ）では、車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量にかかわらず、すべての領域が目標加減速度の修正領域外となる。したがって、車間距離がＬ２より大きい場合は、目標加減速度の修正制御は行われない。

ここで目標加減速度の修正計算について説明する。目標加速度の修正の場合、目標加速度の修正値Ｍ１´は、下記式１で表される。
Ｍ１´＝現在目標加速度Ｍ１＋Ｋ（係数）*（（フリクショントルク（エンジンＥＧ等）*レシオ）／タイヤ半径）／車重）・・・（式１）
一方、目標減速度の修正の場合、目標減速度の修正値Ｍ２´は、下記式２で表される。
Ｍ２´＝現在目標減速度Ｍ２−Ｋ（係数）*（（フリクショントルク（エンジンＥＧ等）*レシオ）／タイヤ半径）／車重）・・・（式２）

また、この目標加減速度の修正制御では、図４のステップＳＴ７における目標変速段の変更（シフトアップ指示）に代えて、自動変速機ＴＭのシフトマップ５５の変更（持ち替え）を行うことも可能である。図７は、このシフトマップの変更について説明するための図で、横軸に車速Ｖを取り、縦軸にアクセル開度ＡＰを取ったシフトマップを示している。同図の点線で示すラインは、変更前のシフトマップにおけるアップシフト又はダウンシフト線（切替線）で、左側から順にＮ−１速段、Ｎ速段、Ｎ＋１速段のアップシフト又はダウンシフト線を示している。また、同図の実線で示すラインは変更後のシフトマップにおけるアップシフト又はダウンシフト線（切替線）を示している。このように、目標加減速度の修正制御におけるシフトマップの変更では、より低車速側で変速段の切り替え（シフトアップ又はシフトダウン）が行われるようなシフトマップに変更することで、穏やかな加減速を実現できる。

以上説明したように、本実施形態の車両の制御装置では、自動運転制御部１１０は、車両１（自車両）の目標とする走行状態である目標走行状態を設定する目標走行状態設定部１１８と、目標走行状態設定部１１８で設定した目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する走行制御部１２０とを備えている。そして、目標走行状態設定部１１８は、車両１の加減速度の目標値を設定し、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが上記の接近判定しきい値（第１のしきい値）Ｌ１よりも小さければ車両１の加減速度の目標値を小さくし、かつ、所定時間（規定時間）内に、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌの上限値が上記の遠方側しきい値ＬＡを上回り、かつ下限値が近方側しきい値ＬＢを下回ることで、車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量が所定のしきい値（第２のしきい値）Ａ１，Ａ２よりも大きくなったと判断すれば、車両１の加減速度の目標値を小さくする。

本実施形態の車両１の制御装置１００によれば、車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが接近判定しきい値（第１のしきい値）Ｌ１よりも小さければ車両１の加減速度の目標値を小さくする制御、あるいは、車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量が所定のしきい値（第２のしきい値）Ａ１，Ａ２よりも大きければ車両１の加減速度の目標値を小さくする制御を行うことで、自動運転制御における車両１の加減速をより穏やかな加減速とすることができる。したがって、車両１の乗員が後続車両との衝突等の不安を感じずに済むようになる。また、車両１と後続車両との衝突のおそれを効果的に低減することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

なお、本発明の目標加減速度の修正制御は、上記実施形態に示す車両１と後続車両３００との車間距離Ｌが第１のしきい値Ｌ１よりも小さい場合と、車間距離Ｌから判断した車両１に対する後続車両３００の加減速度の変化量が第２のしきい値Ａ１，Ａ２よりも大きい場合とのいずれか一方の条件のみが成立する場合に実施するようにしてもよいし、両方の条件が成立する場合に実施するようにしてもよい。

１ 車両（自車両）
６ 油圧制御装置
１２ 外部状況取得部
１３ 経路情報取得部
１４ 走行状態取得部
２６ 走行位置取得部
２８ 車速取得部
３０ ヨーレート取得部
３２ 操舵角取得部
３４ 走行軌道取得部
４２ 偏差取得部
４４ 補正部
５２ 目標値設定部
５４ 目標軌道設定部
５５ シフトマップ
５６ 加減速指令部
５８ 操舵指令部
６０ シフト装置
７０ アクセルペダル
７１ アクセル開度センサ
７２ ブレーキペダル
７３ ブレーキ踏量センサ
７４ ステアリングホイール
７５ ステアリング操舵角センサ
８０ 切替スイッチ
８２ 報知装置
９０ 走行駆動力出力装置（駆動装置）
９２ ステアリング装置
９４ ブレーキ装置
１００ 制御装置（車両制御装置）
１１０ 自動運転制御部
１１２ 自車位置認識部
１１４ 外界認識部
１１６ 行動計画生成部
１１８ 目標走行状態設定部
１２０ 走行制御部
１４０ 記憶部
１４２ 地図情報
１４４ 経路情報
１４６ 行動計画情報
２０１ クランクシャフト回転数センサ
２０２ 入力軸回転数センサ
２０３ 出力軸回転数センサ
２０５ シフトポジションセンサ
２０６ スロットル開度センサ
２２１ クランクシャフト
２２７ 入力軸
２２８ 出力軸
３００ 後続車両
ＥＧ エンジン（駆動源）
ＴＣ トルクコンバータ
ＴＭ 自動変速機
Ｆ１ 車間距離接近判定フラグ
ＦＡ 車間距離遠方側判定フラグ
ＦＢ 車間距離近方側判定フラグ
Ｌ 車間距離
Ｌ１ 接近しきい値（第１のしきい値）
Ａ１，Ａ２ 加減速度変化量のしきい値（第２のしきい値）

Claims (3)

1. 自車両の少なくとも加減速を自動的に制御する自動運転制御を行う自動運転制御部を備える車両の制御装置であって、
   前記自動運転制御部は、前記自車両の目標とする走行状態である目標走行状態を設定する目標走行状態設定部と、前記目標走行状態設定部で設定した目標走行状態に一致あるいは近づけるように走行制御の指令値を出力する走行制御部と、
   前記自車両と後続車両との車間距離を判断する車間距離判断部と、を備え、
   前記目標走行状態設定部は、前記自車両の加減速度の目標値である目標加減速度を設定し、
   前記自車両と後続車両との車間距離が遠方側しきい値を第１の所定回数上回り、かつ、前記車間距離が前記遠方側しきい値よりも小さな値である近方側しきい値を第２の所定回数下回り、かつ、前記車間距離が前記近方側しきい値よりも小さな値である第１のしきい値を下回った場合、前記目標加減速度を小さくなるように修正し、
   前記車間距離が前記遠方側しきい値を第１の所定回数上回り、かつ前記車間距離が前記近方側しきい値を第２の所定回数下回り、かつ、前記車間距離が前記第１のしきい値を上回っているが前記第１のしきい値よりも大きな他のしきい値以下となった場合には、前記車間距離から判断した前記自車両に対する前記後続車両の加減速度の変化量が第２のしきい値よりも大きい場合、前記目標加減速度を小さくなるように修正する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記自車両は、駆動源から伝達された駆動力による回転を変速して駆動輪側に出力する有段式の自動変速機を備え、
   前記自動運転制御部は、前記自動変速機の目標変速段をより高速段側の変速段に切り替えることで、前記目標加減速度を小さくなるように修正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記自車両は、駆動源から伝達された駆動力による回転を変速して駆動輪側に出力する有段式の自動変速機と、
   前記自動変速機で設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップを複数記憶するシフトマップ記憶手段と、を備え、
   前記自動運転制御部は、前記自動変速機の変速制御に用いる前記シフトマップをより低車速側でシフトアップが行われる他のシフトマップに変更することで、前記目標加減速度を小さくなるように修正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。