JP6760502B2 - 運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置 - Google Patents

Description

本開示は、自車走行路の制限速度に応じて自車の目標加減速度を生成する運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置に関する。

従来、制限速度と自車速の偏差に応じて、制限加速度を設定する車速制限装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１８３６４７号公報

しかしながら、従来装置にあっては、制限速度と自車速の偏差のみを考慮し、制限速度そのものを考慮していないため、制限速度が高い高速道路走行と制限速度が低い市街地走行での適切な加速感の両立が難しい。つまり、制限速度と自車速の偏差が同じである場合には、同じ加速度（車速上昇勾配）に設定される。従って、制限速度が高い高速道路走行のときに適切な加速度に設定すると、市街地走行のときに加速過剰となり、交通流を乱すと共に乗員に違和感を与える。一方、制限速度が低い市街地走行のときに適切な加速度に設定すると、高速道路走行のときに加速不足となり、交通流を乱すと共に乗員に違和感を与える。

本開示は、上記問題に着目してなされたもので、運転支援により走行する際、制限速度が異なる様々な道路に対応し、交通流を乱すことなく、乗員に違和感を与えるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示は、自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法である。走行中、自車走行路の制限速度を取得する。制限速度が高いほど第１加速度制限値を大きく設定し、制限速度と自車速の速度差が大きいほど第２加速度制限値を大きく設定し、第１加速度制限値と第２加速度制限値のいずれか小さい方を加速度制限値として選択する。目標加速度を生成する際、加速度制限値が大きいときは、加速度制限値が小さいときに対して加速制限を緩める。

上記のように、自車走行路の制限速度に応じた加速特性による車速計画を立案することで、運転支援により走行する際、制限速度が異なる様々な道路に対応し、交通流を乱すことなく、乗員に違和感を与えるのを防止することができる。加えて、制限速度と自車速が離れている間は制限速度に応じた加速を出しながら、制限速度に近づいてきたら、加速を緩めることができる。

実施例１の目標車速生成方法及び目標車速生成装置が適用された自動運転制御システムを示す全体システム図である。 実施例１の目標車速生成方法及び目標車速生成装置の目標車速生成部の詳細構成を示すブロック図である。 実施例１の自動運転コントロールユニットにて実行される加速特性制御処理の流れを示すフローチャートである。 図３のフローチャートのステップＳ２における制限速度設定処理の流れを示すフローチャートである。 図３のフローチャートのステップＳ３における加速度制限設定処理の流れを示すフローチャートである。 加速度制限設定処理において用いられる第１加速度制限マップの一例を示すマップ図である。 制限速度と実車速の速度差を示す速度差説明図である。 加速度制限設定処理において用いられる第２加速度制限マップの一例を示すマップ図である。 実施例１の自動運転コントロールユニットにて実行される減速特性制御処理の流れを示すフローチャートである。 図９のフローチャートのステップＳ５における減速度制限設定処理の流れを示すフローチャートである。 減速度制限設定処理において用いられる減速度制限マップの一例を示すマップ図である。 一般道から高速道路への合流路における合流作用を示す作用説明図である。 比較例において郊外路から高速道路へ合流する際の加速による車速特性と市街地道路で停車から発進する際の加速による車速特性を示すタイムチャートである。 実施例１において郊外路から高速道路へ合流する際の加速による車速特性と市街地道路で停車から発進する際の加速による車速特性を示すタイムチャートである。 実施例１において高速道路から郊外路へ分流する際の減速による車速特性と市街地道路で低速走行から停車する際の減速による車速特性を示すタイムチャートである。

以下、本開示による運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における目標車速生成方法及び目標車速生成装置は、生成される目標加減速度情報を車速制御に用い、自動運転モードの選択により操舵/駆動/制動が自動制御される自動運転車両（運転支援車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「目標車速生成部の詳細構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の目標車速生成方法及び目標車速生成装置が適用された自動運転制御システムを示す全体システム図である。以下、図１に基づいて全体システム構成を説明する。

自動運転制御システムは、図１に示すように、センサ１と、自動運転コントロールユニット２と、アクチュエータ３と、を備えている。なお、自動運転コントロールユニット２は、ＣＰＵなどの演算処理装置を備え、演算処理を実行するコンピュータである。

センサ１は、周囲認識カメラ１１と、ライダー/レーダー１２（LIDAR・RADAR）と、車輪速センサ１３と、ヨーレートセンサ１４と、地図（ＭＡＰ）１５と、ＧＰＳ１６と、を有する。

周囲認識カメラ１１は、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子を備える車載の撮像装置であり、自車の所定の位置に設置され、自車の周囲の対象物を撮像する。この周囲認識カメラ１１では、自車走行路上障害物・自車走行路外障害物（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）・自車走行路（道路白線、道路境界、停止線、横断歩道）・道路標識（制限速度）などを検出する。なお、周囲認識カメラ１１としては、複数個の車載カメラを組み合わせても良い。

ライダー/レーダー１２は、測距センサであり、レーザーレーダー、ミリ波レーダー、超音波レーダー、レーザーレンジファインダーなどの出願時に知られた方式のものを用いることができる。このライダー/レーダー１２では、自車走行路上障害物・自車走行路外障害物（道路構造物、先行車、後続車、対向車、周囲車両、歩行者、自転車、二輪車）などを検出する。なお、視野角が不足すれば、車両に複数個搭載してもよい。また、ライダー（光を発光する測距センサ）とレーダー（電波を放射する測距センサ）とを組み合わせても良い。

車輪速センサ１３は、４輪の各輪に設けられ、各輪の車輪速を検出する。そして、左右従動輪の車輪速平均値を、現時点での車速検出値（現車速）として用いる。

ヨーレートセンサ１４は、車両のヨーレート（車両の重心点を通る鉛直軸まわりの回転角速度）を検出する姿勢センサである。なお、姿勢センサとしては、車両のピッチ角、ヨー角、ロール角を検出できるジャイロセンサを含む。

地図１５は、いわゆる電子地図であり、緯度経度と地図情報が対応づけられた情報である。地図１５には、各地点に対応づけられた道路情報を有し、道路情報は、ノードと、ノード間を接続するリンクにより定義される。道路情報は、道路の位置／領域により道路を特定する情報と、道路ごとの道路種別、道路ごとの道路幅、道路の形状情報とを含む。道路情報は、各道路リンクの識別情報ごとに、交差点の位置、交差点の進入方向、交差点の種別その他の交差点に関する情報を対応づけて記憶する。また、道路情報は、各道路リンクの識別情報ごとに、道路種別、道路幅、道路形状、直進の可否、進行の優先関係、追い越しの可否（隣接レーンへの進入の可否）、制限速度、その他の道路に関する情報を対応づけて記憶する。

ＧＰＳ１６（「Global Positioning System」の略称）は、走行中の自車の走行位置（緯度・経度）を検出する。

自動運転コントロールユニット２は、目標走行経路生成部２１と、制限速度情報取得部２２と、目標車速生成部２３と、駆動制御部２４と、制動制御部２５と、舵角制御部２６と、を備える。

目標走行経路生成部２１は、周囲認識カメラ１１、ライダー/レーダー１２、地図１５、ＧＰＳ１６からの情報を入力し、自車の目標走行経路を生成する。

制限速度情報取得部２２は、周囲認識カメラ１１とライダー/レーダー１２、地図１５、ＧＰＳ１６からの情報を入力し、制限速度情報を取得する。この制限速度情報取得部２２には、制限速度標識を認識する標識認識部２２１と、自車の周囲車両を認識する周囲車両認識部２２２と、自車の周囲車両の移動速度により交通流を推定する交通流推定部２２３と、を有する。

そして、下記(a1)〜(d1)の何れかにより、自車走行道路の制限速度情報を取得する。
(a1) 標識認識部２２１からの道路標識を認識することによる法定速度を、制限速度として取得する。
(b1) 地図データからの事前情報による法定速度を、制限速度として取得する。
(c1) 道路標識や地図データから制限速度を取得できないとき、交通流推定部２２３において、周囲車両認識部２２２から得られる複数の周囲車両位置情報に基づき交通流を推定する。推定された交通流情報に基づき、交通流から大きく逸脱することなく走行できる速度として決定した速度を、制限速度として取得する。
(d1) 道路標識や地図データなどから同時に複数の制限速度が取得されたとき、複数の制限速度の最小値を制限速度として選択する。

目標車速生成部２３は、制限速度情報取得部２２からの制限速度情報と、車輪速センサ１３からの車速情報と、を入力し、自車の目標車速を生成する。
ここで、「目標車速生成部２３」では、自車の実車速と自車が走行する道路の制限速度に応じて目標車速が生成されると共に目標加速度と目標減速度が生成される。

駆動制御部２４は、目標車速生成部２３からの目標車速及び目標加速度を入力し、車速サーボ制御により駆動制御指令値を演算し、演算結果をエンジンアクチュエータ３１へ出力する。

制動制御部２５は、目標車速生成部２３からの目標車速及び目標減速度を入力し、車速サーボ制御により制動制御指令値を演算し、演算結果をブレーキ油圧アクチュエータ３２へ出力する。

ここで、車速サーボ制御により制御指令値の演算手法としては、例えば、目標加減速度に応じたF/F制御と、目標車速と現在車速の差に応じたF/B制御と、を併せたF/F＋F/B制御を行う。このとき、道路勾配等による目標値との乖離も考慮する。

舵角制御部２６は、目標走行経路生成部２１からの自車の目標走行経路情報を入力し、自車の目標走行経路に自車が追従するように目標舵角を決める。そして、実舵角が目標舵角に一致するように舵角制御指令値を演算し、演算結果を舵角アクチュエータ３３へ出力する。

アクチュエータ３は、エンジンアクチュエータ３１と、ブレーキ油圧アクチュエータ３２と、舵角アクチュエータ３３と、を有する。

エンジンアクチュエータ３１は、駆動制御部２４から駆動制御指令値を入力し、エンジン駆動力を制御するアクチュエータである。なお、ハイブリッド車の場合、エンジンアクチュエータとモータアクチュエータを用いても良いし、また、電気自動車の場合、モータアクチュエータを用いても良い。

ブレーキ油圧アクチュエータ３２は、制動制御部２５から制動制御指令値を入力し、ブレーキ油圧制動力を制御する油圧ブースタである。なお、油圧ブースタを搭載していない電動車両の場合、電動ブースタを用いても良い。

舵角アクチュエータ３３は、舵角制御部２６から舵角制御指令値を入力し、操舵輪の転舵角を制御する舵角制御モータである。

［目標車速生成部の詳細構成］
図２は、実施例１の目標車速生成装置の目標車速生成部２３の詳細構成を示す。以下、図２に基づいて自動運転コントロールユニット２に有する目標車速生成部２３の詳細構成について説明する。

目標車速生成部２３は、図２に示すように、車速指令算出部２３１（制限速度）と、他の車速指令算出部２３２と、最小車速指令調停部２３３と、を備えている。

車速指令算出部２３１は、制限速度情報取得部２２からの制限速度と車輪速センサ１３からの実車速とを入力し、目標車速（＝制限速度）と目標加速度と目標減速度を生成する。
つまり、最終の目標車速として制限速度が選択されているとき、自車が走行する道路の制限速度が変わらない間は一定値による制限速度が目標車速とされ、目標加速度及び目標減速度は何れもゼロとされる。しかし、制限速度が低車速から高車速へ移行する過渡期に目標加速度が生成され、逆に、制限速度が高車速から低車速へ移行する過渡期に目標減速度が生成される。また、最終の目標車速が制限速度以外の種類による目標車速から制限速度による目標車速へと切り替えられたとき、目標車速が上昇する過渡期に目標加速度が生成され、逆に、目標車速が低下する過渡期に目標減速度が生成される。

車速指令算出部２３１には、制限速度と実車速の速度差計算部２３１ａと、第１加速度リミッタ計算部２３１ｂと、第２加速度リミッタ計算部２３１ｃと、加速度リミッタ調停部２３１ｄと、加速ジャーク制限値設定部２３１ｅと、減速度リミッタ計算部２３１ｆと、減速ジャーク制限値設定部２３１ｇと、を有する。

速度差計算部２３１ａは、制限速度と自車速の速度差を計算する。

第１加速度リミッタ計算部２３１ｂ（加速度制限値設定部）は、制限速度に基づいて目標加速度を生成する際、制限速度が高いほど加速制限を緩める方向に第１加速度リミッタ（第１加速度制限値）を大きく設定する。つまり、第１加速度リミッタが大きいとき、車速上昇の勾配が急な目標加速度を生成し、第１加速度リミッタが小さいとき、車速上昇の勾配が緩やかな目標加速度を生成する。

第２加速度リミッタ計算部２３１ｃ（加速度制限値設定部）は、速度差計算部２３１ａからの速度差が大きいほど加速制限を緩める方向に第２加速度リミッタ（第２加速度制限値）を大きく設定する。つまり、速度差が大きいとき、車速上昇の勾配が急な目標加速度を生成し、速度差が小さいとき、車速上昇の勾配が緩やかな目標加速度を生成する。

加速度リミッタ調停部２３１ｄは、第１加速度リミッタ計算部２３１ｂからの第１加速度リミッタと、第２加速度リミッタ計算部２３１ｃからの第２加速度リミッタのいずれか小さい方を選択する。そして、最小値選択により選択されたリミッタ値を、最終の加速度リミッタ（加速度制限値）とする。

加速ジャーク制限値設定部２３１ｅは、制限速度が高いほど加速ジャークの制限を緩める方向に加速ジャーク制限値を大きく設定する。この加速ジャーク制限値設定部２３１ｅは、加速度リミッタ調停部２３１ｄからの加速度リミッタ（加速度制限値）を入力し、加速度リミッタの加速度時間変化（加速ジャーク）を抑えたものを目標加速度として出力する。

減速度リミッタ計算部２３１ｆ（減速度制限値設定部）は、制限速度が低いほど減速制限を緩める方向に減速度リミッタ（減速度制限値）を大きく設定する。つまり、減速度リミッタが大きいとき、車速低下の勾配が急な目標減速度を生成し、減速度リミッタが小さいとき、車速低下の勾配が緩やかな目標減速度を生成する。

減速ジャーク制限値設定部２３１ｇは、制限速度が低いほど減速ジャークの制限を緩める方向に減速ジャーク制限値を大きく設定する。この減速ジャーク制限値設定部２３１ｇは、減速度リミッタ計算部２３１ｆからの減速度リミッタ（減速度制限値）を入力し、減速度リミッタの減速度時間変化（減速ジャーク）を抑えたものを目標減速度として出力する。

他の車速指令算出部２３２は、車速指令算出部２３１（制限速度）に対し、種類が異なる車速指令値を算出する。例えば、ＡＣＣ（「Adaptive Cruise Control」の略称）に基づいてＡＣＣ対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（ＡＣＣ）を算出する。自車の先の停止線に基づいて停止線対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（停止線）を算出する。自車の先のタイトなコーナーに基づいてコーナー減速対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（コーナー減速）を算出する。自車の走行経路に存在する障害物に基づいて障害物対応の車速プロファイルを作成し、作成した車速プロファイルにより車速指令値（障害物）を算出する。

最小車速指令調停部２３３は、車速指令算出部２３１及び他の車速指令算出部２３２によって算出された複数の車速指令値のうち、最小値を目標車速として選択する。この最小車速指令調停部２３３では、最小値となる目標車速を選択することに加えて、選択された目標車速の種類に応じた目標加減速度を同時に選択する。つまり、車速指令算出部２３１（制限速度）により算出された車速指令値が最小車速指令調停部２３３により選択されると、自車の走行道路の制限速度に基づいて目標車速（＝制限速度）及び目標加減速度が生成されることになる。

次に、作用を説明する。
実施例１の作用を、「加速特性制御処理作用」、「減速特性制御処理作用」、「比較例の課題」、「加速特性制御作用」、「減速特性制御作用」に分けて説明する。

［加速特性制御処理作用］
図３は、実施例１の自動運転コントロールユニット２にて実行される加速特性制御処理の流れを示す。図４は、図３のフローチャートのステップＳ２における制限速度設定処理の流れを示す。図５は、図３のフローチャートのステップＳ３における加速度制限設定処理の流れを示す。以下、図３〜図８に基づいて加速特性制御処理作用を説明する。

図３の各ステップについて説明する。加速特性制御を開始すると、ステップＳ１において制限速度設定処理（図４）が実行され、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、ステップＳ１での制限速度の設定に続き、加速度制限設定処理（図５）が実行され、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、ステップＳ２での加速度制限の設定に続き、加速度制限量に応じた駆動制御が実行され、加速度特性制御を終了する。

このように、自車の走行道路の制限速度が高くなるときの加速度特性制御においては、制限速度設定処理（図４）に続き、制限速度に基づいて加速度制限設定処理（図５）が実行され、目標加速度が生成される。そして、自車の走行道路の制限速度が高くなるとき、生成された目標加速度を得る駆動制御を実行することで、制限速度に基づいて制限された加速度特性による加速走行が実現される。

次に、制限速度情報取得部２２により実行される図３のステップＳ１における制限速度設定処理作用を、図４に示すフローチャートにより説明する。

ステップＳ１１では、制限速度設定処理が開始されると、制限速度を取得できる地図・標識があるか否かを判断する。YES（地図・標識有り）の場合はステップＳ１２へ進み、NO（地図・標識無し）の場合はステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１での地図・標識有りとの判断に続き、地図・標識により自車が走行する道路の制限速度を取得し、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ１１での地図・標識無しとの判断に続き、周囲車両の交通流を推定し、交通流に乗って自車が走行可能な上限車速を計算し、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、ステップＳ１２での制限速度の取得、或いは、ステップＳ１３での上限車速の計算に続き、自車が走行する道路の制限速度を設定し、制限速度設定処理を終了する。
ここで、ステップＳ１２で地図と標識から２つの制限速度が取得されると、最小速度を制限速度として設定する。ステップＳ１３で上限車速が計算されると、この上限車速を制限速度とする。

このように、制限速度の取得に際しては、地図又は標識から制限速度が取得されると、取得された制限速度がそのまま制限速度情報とされる。地図又は標識から制限速度が取得されないと、周囲車両の交通流を推定し、交通流に乗って自車が走行可能な車速として計算された上限車速が制限速度情報とされる。なお、地図と標識から２つの制限速度が取得されると、セレクトローによる最小速度が制限速度情報とされる。

次に、速度差計算部２３１ａ、第１加速度リミッタ計算部２３１ｂ、第２加速度リミッタ計算部２３１ｃ、加速度リミッタ調停部２３１ｄにより実行される図３のステップＳ２における加速度制限設定処理を、図５に示すフローチャートにより説明する。

ステップＳ２１では、加速度制限設定処理が開始されると、図６に示す第１加速度制限マップを読み出し、第１加速度制限マップを用いて制限速度に応じた加速度上限値を決め、ステップＳ２４へ進む。
ここで、第１加速度制限マップは、図６に示すように、制限速度が低車速である市街地走行においては、加速度上限値が低い値に設定され、制限速度が高車速である高速道路走行においては、加速度上限値が高い値に設定される。そして、制限速度が低車速から高車速までの郊外路走行においては、低い値と高い値を結ぶ可変値に設定される。

ステップＳ２２では、加速度制限設定処理が開始されると、自車速を取得し、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、ステップＳ２２での自車速の取得に続き、図８に示す第２加速度制限マップを読み出し、制限速度と自車速の偏差（速度差）を計算し、第２加速度制限マップを用いて速度差により加速度制限値を決め、ステップＳ２４へ進む。
ここで、速度差Ｖdifは、図７に示すように、制限速度Ｖlimから自車速Ｖsenseを差し引いた（Ｖdif＝Ｖlim−Ｖsense）の式により計算される。第２加速度制限マップは、図８に示すように、速度差Ｖdifが大きい領域においては、加速度制限値が高い値に設定され、速度差Ｖdifが小さい領域においては、加速度制限値が低い値に設定される。そして、速度差Ｖdifが大きい領域から小さい領域へ移行する領域においては、高い値と低い値を結ぶ可変値に設定される。

ステップＳ２４では、ステップＳ２１とステップＳ２３に続き、複数の加速度制限量の最小値を選択し、最小値選択による値を最終の加速度制限値とし、加速度制限設定処理を終了する。

このように、加速度の上限を制限する制御は、制限速度に応じて決められた加速度上限値と、速度差Ｖdifに応じて決められた加速度制限値とのうち、最小値選択による値が最終の加速度制限値とされる。

よって、制限速度に応じて決められた加速度上限値が最終の加速度制限値とされた際には、図６の第１加速度制限マップにより下記のように加速度が制限される。
(a2) 制限速度が低い市街地走行のときは、加速制限が厳しくされる。
(b2) 制限速度が高い高速道路走行のときは、加速制限が緩められる。
(c2) 制限速度が中程度の郊外路走行のときは、制限速度が高くなるほど加速制限が緩められる。

一方、速度差Ｖdifに応じて決められた加速度制限値が最終の加速度制限値とされた際には、図８の第２加速度制限マップにより下記のように加速度が制限される。
(a3) 速度差Ｖdifが小さい場合は、加速制限が厳しくされる。
(b3) 速度差Ｖdifが大きい場合は、加速制限が緩められる。
(c3) 速度差Ｖdifが中程度の場合は、速度差Ｖdifが大きくなるほど加速制限が緩められる。

［減速特性制御処理作用］
図９は、実施例１の自動運転コントロールユニット２にて実行される減速特性制御処理の流れを示す。図１０は、図９のフローチャートのステップＳ５における減速度制限設定処理の流れを示す。以下、図９〜図１１に基づいて減速特性制御処理作用を説明する。

図９の各ステップについて説明する。減速特性制御を開始すると、ステップＳ４において制限速度設定処理（図４）が実行され、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、ステップＳ４での制限速度の設定に続き、減速度制限設定処理（図１０）が実行され、ステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、ステップＳ５での減速度制限の設定に続き、減速度制限量に応じた制動制御が実行され、減速度特性制御を終了する。

ここで、制限速度情報取得部２２により実行される図９のステップＳ４における制限速度設定処理は、加速特性制御処理作用での図４に示すフローチャートにより実行されるため、説明を省略する。

次に、減速度リミッタ計算部２３１ｆにより実行される図９のステップＳ５における減速度制限設定処理作用を、図１０に示すフローチャートにより説明する。

ステップＳ５１では、減速度制限設定処理が開始されると、図１１に示す減速度制限マップを読み出し、減速度制限マップを用いて制限速度に応じた減速度制限値を決め、減速度制限設定処理を終了する。
ここで、減速度制限マップは、図１１に示すように、制限速度が低車速である市街地走行においては、減速度制限値が大きな減速度を許容する高い値に設定され、制限速度が高車速である高速道路走行においては、減速度制限値が小さな減速度により制限する低い値に設定される。そして、制限速度が低車速から高車速までの郊外路走行においては、高い値と低い値を結ぶ可変値に設定される。

このように、減速度の上限を制限する制御は、制限速度に応じて決められた減速度制限値とされる。

よって、図１１の減速度制限マップにより下記のように減速度が制限される。
(a4) 制限速度が低い市街地走行のときは、減速制限が緩められる。
(b4) 制限速度が高い高速道路走行のときは、減速制限が厳しくされる。
(c4) 制限速度が中程度の郊外路走行のときは、制限速度が高くなるほど減速制限が厳しくされる。

［比較例の課題］
図１２は、一般道から高速道路への合流路における合流作用を示し、図１３は、比較例において郊外路から高速道路へ合流する際の加速による車速特性と市街地道路で停車から発進する際の加速による車速特性を示す。以下、図１２及び図１３に基づいて比較例の課題を説明する。

まず、比較例は、制限速度と自車速の偏差（速度差）に応じて、制限加速度を設定するものをいう。

この比較例にあっては、制限速度と自車速の速度差のみを考慮し、自車が走行する道路の制限速度そのものを考慮していない。このため、制限速度が高い高速道路走行と制限速度が低い市街地走行での適切な加速感の両立が難しいという課題がある。

つまり、制限速度と自車速の速度差が同じである場合には、図１３に示すように、同じ加速度（車速上昇勾配）に設定される。従って、制限速度が高い高速道路走行のときに適切な加速度に設定すると、市街地走行のときに加速過剰となり、交通流を乱すと共に乗員に違和感を与える。一方、制限速度が低い市街地走行のときに適切な加速度に設定すると、高速道路走行のときに加速不足となり、交通流を乱すと共に乗員に違和感を与える。

特に、市街地走行のときに加速過剰になると、自車の周囲の車両がほぼ定速走行しているときに自車のみが加速してしまい、市街地での交通流を乱す。そして、自動運転車両のような運転支援車両の場合には、乗員は交通流に乗って走行することを意図し、自車のみが加速すること意図しないために違和感となる。

また、高速道路走行のときに加速不足になると、図１２に示すように、一般道から高速道路への合流路において合流するとき、高速道路を走行する車両の車速が高いときに自車の車速が低いままのアプローチ走行となり、高速道路へ合流ができない。そして、自動運転車両のような運転支援車両の場合には、乗員は高速道路の交通流に乗ってスムーズに合流することを意図し、合流待ちになることを意図しないために違和感となる。

［加速特性制御作用］
図１４は、実施例１において郊外路から高速道路へ合流する際の加速による車速特性と市街地道路で停車から発進する際の加速による車速特性を示す。以下、図１４に基づいて加速特性制御作用を説明する。

実施例１において郊外路から高速道路へ合流する際は、制限速度が高い高速道路走行になることで、加速制限が緩められる。つまり、制限速度が高いことで、図１４の上部に示すように、比較例（破線特性）に比べて加速度特性（車速上昇勾配特性）が鋭く設定される。

従って、郊外路から高速道路へ合流するときのアプローチ走行では、自車の車速が高速道路を走行する他車の車速まで応答良く高まり、高速道路の交通流に乗ってスムーズに合流することができる。そして、高速道路へ合流するときに乗員の意図通りの中間加速走行になるため、乗員に違和感を与えることがない。

実施例１において市街地道路で停車から発進する際は、制限速度が低い市街地走行になることで、加速制限が強められる。つまり、制限速度が低いことで、図１４の下部に示すように、比較例（破線特性）に比べて加速度特性（車速上昇勾配特性）が鈍く設定される。

従って、市街地道路で停車から発進するとき、緩やかに車速が上昇し、ほぼ定速走行している自車の周囲の車両の交通流に乗ってスムーズに合流することができる。そして、市街地道路で発進するときに乗員が意図する通りの緩やかな発進加速走行になるため、乗員に違和感を与えることがない。

［減速特性制御作用］
図１５は、実施例１において高速道路から郊外路へ分流する際の減速による車速特性と市街地道路で低速走行から停車する際の減速による車速特性を示す。以下、図１５に基づいて減速特性制御作用を説明する。

実施例１において高速道路から郊外路へ分流する際は、制限速度が高い高速道路走行になることで、加速制限とは逆に減速制限が強められる。つまり、高速道路では、制限速度が高いことで、図１５の上部に示すように、減速度特性（車速低下勾配特性）が鈍く設定される。

従って、高速道路から郊外路へ分流するとき、緩やかに車速が低下し、郊外路での自車の周囲の車両の交通流に乗るようにスムーズに分流することができる。そして、高速道路から郊外路へ分流するときに乗員が意図する通りの緩やかな車速変化による減速走行になるため、乗員に違和感を与えることがない。

実施例１において市街地道路で低速走行から停車する際は、制限速度が低い市街地走行になることで、加速制限とは逆に減速制限が緩められる。つまり、市街地では、制限速度が低いことで、図１５の下部に示すように、減速度特性（車速低下勾配特性）が鋭く設定される。

従って、市街地道路において、制限車速が下がった場合に素早い減速を行うことができ、見通しの悪い道路や急な飛び出しの可能性がある制限車速が低い道路での積極的な安全確保を容易にする。

次に、効果を説明する。
実施例１における自動運転車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

(1) 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成方法である。
走行中、自車走行路の制限速度を取得する。
制限速度に応じて目標車速を生成すると共に目標加速度を生成する。
目標加速度を生成する際、制限速度が高いほど加速制限を緩める方向に加速度制限値（加速度リミッタ）を大きく設定する（目標車速生成部２３：図６）。
このため、運転支援（自動運転）により走行する際、制限速度が異なる様々な道路に対応し、交通流を乱すことなく、乗員に違和感を与えるのを防止する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成方法を提供することができる。つまり、制限速度により目標加速度を生成するため、自車の走行道路の制限速度に応じた加速特性を設定することができる。そして、様々な道路に対応して、交通流を乱すことなく、乗員に違和感を与えることなく走行することができる。さらに、制限速度が高いほど加速制限を緩める方向に加速度制限値（加速度リミッタ）を大きく設定するため、制限速度が高いときと制限速度が低いときとで、加速感・乗り心地の違いの両立を実現することができる。

(2) 目標加速度を生成する際、加速度制限値（加速度リミッタ）が大きいとき、車速上昇の勾配が急な目標加速度を生成し、加速度制限値（加速度リミッタ）が小さいとき、車速上昇の勾配が緩やかな目標加速度を生成する（車速指令算出部２３１：図１４）。
このため、(1)の効果に加え、高速道路走行で交通流の流れに乗るための鋭い加速と、市街地走行で安心感を実現するための緩い加速とを両立することができる。

(3)目標加速度を生成する際、制限速度が高いほど加速ジャークの制限を緩める方向に加速ジャーク制限値を大きく設定する（加速ジャーク制限値設定部２３１ｅ：図２）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、加速ジャークを制限することにより、加速度の時間変化が滑らかになり、加速感・乗り心地の両立を実現することができる。

(4) 加速度制限値を設定する際、制限速度が高いほど第１加速度制限値（第１加速度リミッタ）を大きく設定し（第１加速度リミッタ計算部２３１ｂ）、制限速度と自車速の速度差が大きいほど第２加速度制限値（第２加速度リミッタ）を大きく設定し（第２加速度リミッタ計算部２３１ｃ）、第１加速度制限値と第２加速度制限値のいずれか小さい方を選択する（加速度リミッタ調停部２３１ｄ：図２）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、制限速度と自車速が離れている間は制限速度に応じた加速を出しながら、制限速度に近づいてきたら、加速を緩めることができる。

(5) 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成方法である。
走行中、自車走行路の制限速度を取得する。
制限速度に応じて目標車速を生成すると共に目標減速度を生成する。目標減速度を生成する際、制限速度が低いほど減速制限を緩める方向に減速度制限値（減速リミッタ）を大きく設定する（車速指令算出部２３１：図１１）。
このため、運転支援（自動運転）により走行する際、制限速度が異なる様々な道路に対応し、交通流を乱すことなく、市街地走行等での急減速要求に応える運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成方法を提供することができる。つまり、制限速度により目標減速度を生成するため、自車の走行道路の制限速度に応じた減速特性を設定することができる。そして、市街地走行での急な飛び出し等に対する急減速要求に応え、積極的に安全を確保することができる。さらに、制限速度が低いほど減速制限を緩める方向に減速度制限値（減速度リミッタ）を大きく設定するため、制限速度が高いときと制限速度が低いときとで、減速感・乗り心地の違いの両立を実現することができる。

(6) 目標減速度を生成する際、減速度制限値（減速度リミッタ）が大きいとき、車速低下の勾配が急な目標減速度を生成し、減速度制限値（減速度リミッタ）が小さいとき、車速低下の勾配が緩やかな目標減速度を生成する（車速指令算出部２３１：図１５）。
このため、(5)の効果に加え、高速道路走行での違和感を生じない緩い減速と、市街地走行で積極的な安全確保を容易にするための鈍い減速とを両立することができる。

(7)目標減速度を生成する際、制限速度が低いほど減速ジャークの制限を緩める方向に減速ジャーク制限値を大きく設定する（減速ジャーク制限値設定部２３１ｇ：図２）。
このため、(5)又は(6)の効果に加え、減速ジャークを制限することにより、減速度の時間変化が滑らかになり、減速感・乗り心地の両立を実現することができる。

(8) 制限速度情報を取得する際、道路標識を認識することによる法定速度を、制限速度として取得する（制限速度情報取得部２２：図１）。
このため、(1)〜(7)の効果に加え、道路標識に記載された法定速度に応じて、加速特性及び減速特性を変更することができる。

(9) 制限速度情報を取得する際、地図データからの事前情報による法定速度を、制限速度として取得する（制限速度情報取得部２２：図１）。
このため、(1)〜(8)の効果に加え、地図データで表現された法定速度に応じて、加速特性及び減速特性を変更することができる。

(10) 制限速度情報を取得する際、道路標識や地図データから制限速度を取得できないとき、車載センサから得られる複数の周囲車両位置情報から推定される交通流情報に基づき、交通流から大きく逸脱することなく走行できる速度として決定した速度を、制限速度として取得する（制限速度情報取得部２２：図１）。
このため、(1)〜(9)の効果に加え、道路標識や地図データから制限速度を取得できないとき、交通流情報に基づいて制限速度を取得することができる。

(11) 制限速度情報を取得する際、複数の制限速度が取得されたとき、複数の制限速度の最小値を制限速度として選択する（制限速度情報取得部２２：図１）。
このため、(1)〜(9)の効果に加え、複数の制限速度に対して、より安全な走行が確保される方を選択することができる。

(12) 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成するコントローラ（自動運転コントロールユニット２）を搭載した運転支援車両の目標車速生成装置であって、コントローラ（自動運転コントロールユニット２）は、制限速度情報取得部２２と、目標車速生成部２３と、を備える。
制限速度情報取得部２２は、走行中、自車走行路の制限速度を取得する。
目標車速生成部２３は、制限速度に応じて目標車速を生成すると共に目標加速度を生成し、目標加速度を生成する際、制限速度が高いほど加速制限を緩める方向に加速度制限値を大きく設定する（図１）。
このため、運転支援（自動運転）により走行する際、制限速度が異なる様々な道路に対応し、交通流を乱すことなく、乗員に違和感を与えるのを防止する運転支援車両（自動運転車両）の目標車速生成装置を提供することができる。

以上、本開示の運転支援車両の目標車速生成方法及び目標車速生成装置を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、制限速度情報取得部２２として、道路標識と地図データと自車周囲の交通流から制限速度を取得する例を示した。しかし、制限速度情報取得部としては、交通関係のインフラ情報により、制限速度が天候などにより一時的に変更されたときの制限速度情報を取得する例なども含まれる。

実施例１では、制限前の目標加速度特性や目標減速度特性を制限速度に応じてリミッタ計算処理することで加速度制限値や減速度制限値を得る例を示した。しかし、例えば、制限前の目標加速度特性や目標減速度特性を制限速度に応じたフィルタを用いるフィルタ処理により加速度制限値や減速度制限値を得るようにしても良い。

実施例１では、本開示の目標車速生成方法及び目標車速生成装置を、自動運転モードの選択により操舵/駆動/制動が自動制御される自動運転車両に適用する例を示した。しかし、本開示の目標車速生成方法及び目標車速生成装置は、目標車速を表示することでドライバの運転支援をする運転支援車両やＡＣＣのみを搭載した運転支援車両などにように、目標車速を用いてドライバの運転支援をする車両であれば適用することができる。

Claims (13)

1. 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法であって、
   走行中、自車走行路の制限速度を取得し、
   前記制限速度が高いほど第１加速度制限値を大きく設定し、前記制限速度と自車速の速度差が大きいほど第２加速度制限値を大きく設定し、前記第１加速度制限値と前記第２加速度制限値のいずれか小さい方を加速度制限値として選択し、
   目標加速度を生成する際、前記加速度制限値が大きいときは、前記加速度制限値が小さいときに対して加速制限を緩める
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
2. 請求項１に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標加速度を生成する際、前記加速度制限値が大きいほど加速制限を緩める
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
3. 請求項１又は２に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標加速度を生成する際、前記加速制限を緩めるときは前記加速度制限値を大きく設定することで車速上昇の勾配が急な目標加速度を生成し、前記加速制限を厳しくするときは前記加速度制限値を小さく設定することで車速上昇の勾配が緩やかな目標加速度を生成する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標加速度を生成する際、前記自車走行路の制限速度が高いほど加速ジャークの制限を緩める方向に加速ジャーク制限値を大きく設定する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   走行中、自車走行路の制限速度を取得し、
   前記制限速度が低いほど減速度制限値を大きく設定し、
   前記目標減速度を生成する際、前記減速度制限値が大きいときは、前記減速度制限値が小さいときに対して減速制限を緩める
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
6. 請求項５に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標減速度を生成する際、前記減速度制限値が大きいほど減速制限を緩める
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
7. 請求項５又は６に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標減速度を生成する際、前記減速制限を緩めるときは前記減速度制限値を大きく設定することで車速低下の勾配が急な目標減速度を生成し、前記減速制限を厳しくするときは前記減速度制限値を小さく設定することで車速低下の勾配が緩やかな目標減速度を生成する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
8. 請求項５から７までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
   前記目標減速度を生成する際、前記自車走行路の制限速度が低いほど減速ジャークの制限を緩める方向に減速ジャーク制限値を大きく設定する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
9. 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法であって、
   前記自車走行路の制限速度を取得する際、走行中、道路標識や地図データから制限速度を取得できないとき、車載センサから得られる複数の周囲車両位置情報から推定される交通流情報に基づき、交通流から大きく逸脱することなく走行できる速度として決定した速度を、前記自車走行路の制限速度として取得する
   ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
10. 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成する運転支援車両の目標車速生成方法であって、
    前記自車走行路の制限速度を取得する際、走行中、複数の制限速度が取得されたとき、複数の制限速度の最小値を、前記自車走行路の制限速度として選択する
    ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
11. 請求項９又は１０に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
    前記自車走行路の制限速度を取得する際、走行中、道路標識を認識することによる法定速度を、前記自車走行路の制限速度として取得する
    ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
12. 請求項９から１１までの何れか一項に記載された運転支援車両の目標車速生成方法において、
    前記自車走行路の制限速度を取得する際、走行中、地図データからの事前情報による法定速度を、前記自車走行路の制限速度として取得する
    ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成方法。
13. 自車走行路の制限速度に応じて自車の目標車速を生成するコントローラを搭載した運転支援車両の目標車速生成装置であって、
    前記コントローラは、
    走行中、自車走行路の制限速度を取得する制限速度情報取得部と、
    前記制限速度に応じて目標加速度を生成する目標車速生成部と、を備え、
    前記目標車速生成部は、記制限速度が高いほど第１加速度制限値を大きく設定する第１加速度リミッタ計算部と、前記制限速度と自車速の速度差が大きいほど第２加速度制限値を大きく設定する第２加速度リミッタ計算部と、前記第１加速度制限値と前記第２加速度制限値のいずれか小さい方を加速度制限値として選択する加速度リミッタ調停部と、を有し、
    前記目標加速度を生成する際、前記加速度制限値が大きいときは、前記加速度制限値が小さいときに対して加速制限を緩める
    ことを特徴とする運転支援車両の目標車速生成装置。
    

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