JP7069518B2 - 車両制御装置 - Google Patents
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Description
従って、本発明は、エネルギー消費量を低く抑えながら、運転者に違和感を与えにくい走行経路を設定することができる車両制御装置を提供することを目的としている。
車速センサ23は、車両1の絶対速度を検出するように構成されている。
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、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ECU10内に格納されていてもよい。
先行車追従モードは、基本的に、車両1と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両1を先行車に追従走行させる自動操舵モードであり、車両制御装置100による自動的なステアリング制御,速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御),障害物回避制御(速度制御及びステアリング制御)を伴う。
また、自動速度制御モードは、運転者によって予め設定された所定の設定車速(一定速度)を維持するように速度制御する運転者操舵モードであり、車両制御装置100による自動的な速度制御(エンジン制御,ブレーキ制御)を伴うが、ステアリング制御は行われない。この自動速度制御モードでは、車両1は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思が優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。
また、速度制限モードは、車両1の車速が速度標識による制限速度又は運転者によって設定された設定速度を超えないように、速度制御する運転者操舵モードであり、車両制御装置100による自動的な速度制御(エンジン制御)を伴う。制限速度は、カメラ21により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをECU10が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両1は制限速度までしか増速されない。
また、基本制御モードは、運転者操作部(図示せず)により、何れの運転支援モードも選択されていないときのモード(オフモード)であり、車両制御装置100による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、車両1が対向車等に衝突する可能性がある場合には、衝突を回避する制御が実行される。また、これらの衝突回避は、先行車追従モード,自動速度制御,速度制限モードにおいても同様に実行される。
図3に示す走行経路R1は、道路5の形状に即して車両1に走行路である車線5L内の走行を維持させるように所定距離分だけ設定される。詳しくは、走行経路R1は、直線区間5a,5cでは車両1が車線5Lの中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間5bでは車両1が車線5Lの幅方向中央よりも内側又はイン側(カーブ区間の曲率半径Lの中心O側)を走行するように設定される。
また、図4に示すように、走行経路R2は、先行車3の走行軌跡を追従するように所定距離分だけ設定される。車室外カメラ21による画像データ,ミリ波レーダ22による測定データ,車速センサ23による車両1の車速に基づいて、車両1の走行する車線5L上の先行車3の位置及び速度が継続的に計算され、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車3の走行軌跡が走行経路R2(目標位置P2_k、目標速度V2_k)として設定される。
また、図5に示すように、走行経路R3は、運転者による車両1の現在の運転状態に基づいて所定距離分だけ設定される。即ち、走行経路R3は、車両1の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
第1目標走行経路算出部10cは、車両1の操舵角,ヨーレート,横加速度に基づいて、所定距離分の走行経路R3の目標位置P3_kを計算する。また、第1目標走行経路算出部10cは、車両1の現在の車速,加速度に基づいて、所定距離分の走行経路R3の目標速度V3_kを計算する。
一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、走行経路R2が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、走行経路R3が適用される。
図6では、車両1は走行路(車線)7上を走行しており、走行中又は停車中の車両3とすれ違って、車両3を追い抜こうとしている。
また、第2目標走行経路Rc3のように、第1目標走行経路Rの目標速度を変更せず、目標位置のみを変更する補正は、ステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。
また、第2目標走行経路Rc2のように、第1目標走行経路Rの目標位置及び目標速度を共に変更する補正は、速度制御及びステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる(例えば、先行車追従モード)。
このように、第2目標走行経路算出部10dは、第1目標走行経路、制約条件、車両モデル等に基づいて、多数の走行経路の中から、評価関数Jが最小になる最適な第2目標走行経路を算出する。
まず、ステップS25においては、比較的長い中距離区間(例えば、約0.5~1km)に亘って設定される第1目標走行経路の候補となる複数の走行経路が設定される。ここで設定される複数の走行経路は図3乃至図5を参照して説明した走行経路であるが、同一の軌跡を有する走行経路についても、その軌跡上の各点における走行速度の相違により、複数種類の走行経路を設定することができる。なお、中距離区間における道路状況(直進、カーブ、登降坂)の情報は、ナビゲーションシステム25に格納されている地図データ、車車間通信システム26、又は路車間通信システム27から取得することもできる。また、中距離区間における道路状況として、信号や、停止標識等を考慮することもできる。なお、第1目標走行経路の候補となる複数の走行経路は、所定の制約条件を満足するように設定される。
まず、ステップS22においては、比較的短い短距離区間(例えば、約0.2km)に亘って走行経路が設定される。ここで設定される走行経路は図3乃至図5を参照して説明した走行経路であるが、ステップS25において設定される中距離区間(例えば、約0.5~1km)よりも短い区間について設定される。さらに、設定された走行経路は、検出されている周辺物標を回避すべく補正される。この走行経路の補正は、図6を参照して説明したように、回避すべき周辺物標の周囲に設定された制限速度分布40を満足するように計算される。また、上述したように、制限速度分布40を満足する走行経路は複数設定することができ、これらの走行経路が第2目標走行経路の候補とされる。また、第2目標走行経路の候補となる複数の走行経路は、所定の制約条件を満足するように設定される。
10 車両制御演算部(ECU)
10a 入力処理部
10b 周辺物標検出部
10c 第1目標走行経路算出部
10d 第2目標走行経路算出部
10e 制御部
21 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
26 車車間通信システム
27 路車間通信システム
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 制限速度分布
100 車両制御装置
Claims (3)
- 車両の走行を制御する車両制御装置であって、
周辺物標を検出する周辺物標検出部と、
自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第1目標走行経路を算出する第1目標走行経路算出部と、
上記周辺物標検出部によって検出された周辺物標を回避するように、自車両が走行する経路、及びこの経路に沿った自車両の速度を規定した第2目標走行経路を算出する第2目標走行経路算出部と、
上記第1目標走行経路算出部によって算出された第1目標走行経路、又は上記第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路を走行するように自車両の速度及び/又は操舵を制御する制御部と、を有し、
上記第1目標走行経路算出部は、車両の縦方向の挙動に関する縦方向評価ファクタと、車両の横方向の挙動に関する横方向評価ファクタを含む評価関数に基づいて、自車両の走行に要するエネルギーが少なくなるように第1目標走行経路を算出するように構成され、
上記制御部は、上記周辺物標検出部によって、自車両から所定距離の範囲内に回避すべき周辺物標が検出された場合には、走行経路を上記第2目標走行経路算出部によって算出された第2目標走行経路に切り替え、
上記評価関数において、上記縦方向評価ファクタは上記横方向評価ファクタよりも重みが大きく設定されていることを特徴とする車両制御装置。 - 上記第2目標走行経路算出部によって算出される第2目標走行経路は、上記第1目標走行経路算出部によって算出される第1目標走行経路よりも短い区間に亘る走行経路を規定している請求項1記載の車両制御装置。
- 上記第2目標走行経路算出部は、上記周辺物標検出部によって検出された回避すべき周辺物標の周囲に許容可能な相対速度の上限値を規定した、複数の制限速度分布を設定し、この制限速度分布を満足するように第2目標走行経路を算出する請求項1又は2に記載の車両制御装置。
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