JP7264086B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。
従来より、アクセルペダル及びブレーキペダルの操作を要することなく、車両の速度を制御する速度制御を実行する車両制御装置が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。このような速度制御の一例として、アダプティブ・クルーズ・コントロール(以下、単に「ACC」と称呼する。)が挙げられる。ACCは、車両の速度を予め設定された目標速度に一致させるように車両の速度を制御する定速走行制御を含む。
更に、近年では、車両の速度及び操舵角を自動的に制御する自動運転制御を実行する車両制御装置も開発されてきている。以降において、ACC及び自動運転制御等のように車両の運転を自動的に行う制御を「運転支援制御」と称呼する。
特開2018-101199号公報
システムの要求又は運転者の要求により、車両の運転を運転支援制御から運転者による手動運転へと切り替える場合が生じる。このような切替が生じる時点を「運転切替時点」と称呼する。従来の車両制御装置は、運転切替時点まで定速走行制御を実行する。
ところで、車両が以下のような道路1及び道路2を走行する場合、運転者は、通常、安全性を高めるために車両を減速させる。
(道路1)所定の曲率より大きい曲率を有する道路(カーブ)。
(道路2)道路の脇に物体(例えば、他車両)が存在する道路。
しかし、定速走行制御の実行中においては、車両が減速されることなく車両の速度が目標速度に維持される。運転切替時点以降において車両が道路1又は道路2を走行する予定であっても、車両の速度が目標速度に維持される。従って、運転切替時点にて、運転者が希望する速度よりも速い速度で車両が走行している可能性がある。これにより、運転者が不安に覚える可能性がある。更に、運転切替時点以降において運転者は自身の運転操作(ブレーキペダルの操作)によって車両を減速させなければならない。
本発明は、上記課題を解決するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、車両の運転を運転支援制御から運転者による手動運転へと切り替える場合、車両の前方の状況に応じて車両の速度を制御することが可能な車両制御装置を提供することである。
本発明の車両制御装置は、
車両の周辺状況に関する情報である車両周辺情報を取得するように構成された情報取得装置(18b、50、51、52)と、
運転支援作動状態がオン状態である場合に、前記車両の速度を制御する速度制御を少なくとも含む運転支援制御を実行するように構成された制御装置(10)と、
を備える。
前記制御装置は、
前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転支援作動状態を前記オン状態からオフ状態へと変更する要求である運転切替要求が発生した場合、
前記運転切替要求が発生した時点から所定時間が経過した時点である運転切替時点にて、前記運転支援作動状態を前記オン状態から前記オフ状態へと変更するように構成されている。
前記制御装置は、
前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
前記運転切替要求が発生した時点での前記車両周辺情報に基いて判定された前記車両の前方の状況に応じて、前記運転切替時点での目標速度(Vtgt)を演算し、
前記速度制御に代えて、前記運転切替時点にて前記車両の速度が前記目標速度に一致するように前記車両を減速させる減速制御を実行し、
前記運転切替時点にて前記減速制御を終了させる
ように構成されている。
以上の構成によれば、車両制御装置は、車両の前方の状況に応じて運転切替時点での目標速度を演算し、車両の車速が目標速度になるように車両を減速させる。従って、運転切替時点にて車両が運転者が希望する車速で走行する可能性を高めることができる。
本発明の車両制御装置の他の態様において、前記情報取得装置は、前記車両周辺情報として、前記車両が走行している走行レーンを規定する左区画線(WL1)及び右区画線(WL2)を含む画像データを取得するように構成されている。
更に、前記制御装置は、前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
前記運転切替要求が発生した時点での前記車両の位置と、前記運転切替要求が発生した時点での前記画像データから認識される前記車両の進行方向に最遠の前記左区画線の端部との間の距離である第1距離(D1)、及び、前記運転切替要求が発生した時点での前記車両の位置と、前記運転切替要求が発生した時点での前記画像データから認識される前記車両の前記進行方向に最遠の前記右区画線の端部との間の距離である第2距離(D2)を演算し、
前記第1距離と前記第2距離とのうちの小さい方の距離を距離パラメータ(Da)として選択し、
前記距離パラメータを用いて前記目標速度(Vtgt)を演算する
ように構成されている。
運転切替時点以降において車両が上述した道路1又は道路2を走行する場合、第1距離及び第2距離の一方が他方に比べて小さくなると考えられる。本態様の制御装置は、第1距離及び第2距離のうちの小さい方を距離パラメータとして選択し、当該距離パラメータを用いて目標速度(Vtgt)を演算する。本態様によれば、車両の前方の左区画線及び右区画線の認識状況に応じて、減速制御の目標速度を設定できる。
本発明の車両制御装置の他の態様において、前記制御装置は、前記運転支援制御として、前記車両が所定の目標走行ライン(TL)に沿って走行するように前記車両の操舵角を制御する操舵制御を更に実行するように構成されている。
更に、前記制御装置は、
前記運転支援作動状態がオン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
前記運転切替要求が発生した時点まで使用されていた前記目標走行ラインを特定区画線側にずらすことにより前記目標走行ラインを設定し、
前記車両が前記目標走行ラインに沿って走行するように前記操舵制御を実行する
ように構成されている。前記特定区画線は、前記第1距離及び前記第2距離のうちの大きい方の距離に対応する区画線である。
本態様によれば、車両がカーブの手前の位置を走行している状況において運転切替要求が発生した場合に、運転切替時点にて、車両が、運転者がカーブの状況を認識し易い位置を走行する。更に、車両が、走行レーンに物体(例えば、他車両)が存在する道路を走行している状況において運転切替要求が発生した場合に、運転切替時点にて、車両が、物体から離れた位置を走行する。
本発明の車両制御装置の他の態様において、前記制御装置は、前記目標速度として、前記運転切替時点以降において運転者が前記車両を所定の減速度(Gs)で減速させると仮定したとき、前記車両が前記運転切替要求が発生した時点の位置(P1)から前記距離パラメータだけ離れた位置(P3)に停止するような車速を設定するように構成されている。
運転切替時点以降において運転者がブレーキペダルを操作して車両を所定の減速度で減速させると仮定する。本態様によれば、このような仮定の下で、カーブの手前の位置又は走行レーンに存在する物体よりも手前の位置で車両が停止する可能性を高めることができる。
本発明の車両制御装置の他の態様において、前記制御装置は、
前記運転支援作動状態がオン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
運転者が前記車両の運転操作を行うことが可能な状態である運転可能状態であるか否かを判定し、
前記運転者が前記運転可能状態でないと判定した場合の前記目標速度を、前記運転者が前記運転可能状態であると判定した場合に比べて小さく設定する
ように構成されている。
本態様によれば、運転者が運転可能状態でない場合の目標速度がより小さくなるので、安全性をより高めることができる。
本発明の車両制御装置の他の態様において、前記制御装置は、
前記運転支援作動状態がオン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
前記車両の前方の路面状態が、予め想定されるドライ路面状態に比べて前記車両の車輪が滑り易い状態である特定路面状態であるか否かを判定し、
前記路面状態が前記特定路面状態であると判定した場合の前記目標速度を、前記路面状態が前記特定路面状態でないと判定した場合に比べて小さく設定する
ように構成されている。
本態様によれば、路面状態が特定路面状態である場合の目標速度がより小さくなるので、安全性をより高めることができる。
本発明の制御方法は、情報取得装置(18b、50、51、52)と制御装置(10)とを備える車両における制御方法である。当該制御方法は、
前記情報取得装置が、車両の周辺状況に関する情報である車両周辺情報を取得する情報取得ステップと、
前記制御装置が、運転支援作動状態がオン状態である場合に、前記車両の速度を制御する速度制御を少なくとも含む運転支援制御を実行する制御ステップと、
を含む。
前記制御ステップは、
前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転支援作動状態を前記オン状態からオフ状態へと変更する要求である運転切替要求が発生した場合、
前記運転切替要求が発生した時点から所定時間後の運転切替時点にて、前記運転支援作動状態を前記オン状態から前記オフ状態へと変更するステップを含む。
前記制御ステップは、更に、
前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
前記運転切替要求が発生した時点での前記車両周辺情報に基いて判定された前記車両の前方の状況に応じて、前記運転切替時点での目標速度(Vtgt)を演算するステップと、
前記速度制御に代えて、前記運転切替時点にて前記車両の速度が前記目標速度に一致するように前記車両を減速させる減速制御を実行するステップと、
前記運転切替時点にて前記減速制御を終了させるステップと
を含む。
上記説明においては、後述する一つ以上の実施形態に対応する構成要素に対し、実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、各構成要素は、前記名称及び/又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
第1実施形態に係る車両制御装置の概略構成図である。 車両が左カーブの手前の位置を走行している状況において図1に示したカメラセンサから取得された画像データを示した図である。 図2の状況において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。 図2の状況において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。 車両が、走行レーンの左側に物体(駐車された他車両)が存在する道路を走行している状況において図1に示したカメラセンサから取得された画像データを示した図である。 図5の状況において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。 運転支援ECUが実行する「運転支援開始/終了判定ルーチン」を示したフローチャートである。 運転支援ECUが実行する「ACC実行ルーチン」を示したフローチャートである。 運転支援ECUが実行する「特定制御実行ルーチン」を示したフローチャートである。 第1実施形態の変形例において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。 第2実施形態係る車両制御装置において実行される操舵制御(LKA)を説明するための図であって、走行レーンの中央ラインに基いて設定される目標走行ラインを説明するための平面図である。 図2の状況において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。 図5の状況において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。 運転支援ECUが実行する「LKA実行ルーチン」を示したフローチャートである。 第2実施形態の変形例において運転切替要求が発生した場合に実行される処理を説明する平面図である。
<第1実施形態>
(構成)
第1実施形態に係る車両制御装置(以下、「第1装置」と称呼される場合がある。)は、図1に示したように、車両VAに適用される。車両制御装置は、運転支援ECU10、エンジンECU20、ブレーキECU30、ステアリングECU40、ナビゲーションECU50、及び、表示ECU60を備えている。これらのECUは、マイクロコンピュータを主要部として備える電気制御装置(Electric Control Unit)であり、CAN(Controller Area Network)を介して相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。
本明細書において、マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ及びインターフェース(I/F)等を含む。例えば、運転支援ECU10は、CPU101、ROM102、RAM103、不揮発性メモリ104及びインターフェース(I/F)105等を含むマイクロコンピュータを備える。CPUはROMに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現する。
運転支援ECU10は、以下に列挙するセンサ又はカメラと接続されていて、それらのセンサの検出信号又は出力信号を受信するようになっている。
アクセルペダル操作量センサ11は、アクセルペダル11aの操作量(アクセル開度)を検出し、アクセルペダル操作量APを表す信号を出力するようになっている。
ブレーキペダル操作量センサ12は、ブレーキペダル12aの操作量を検出し、ブレーキペダル操作量BPを表す信号を出力するようになっている。
操舵角センサ13は、操舵ハンドルSWの操舵角を検出し、操舵角θを表す信号を出力するようになっている。操舵角θの値は、操舵ハンドルSWを所定の基準位置(中立位置)から第1方向(左方向)に回転させた場合に正の値となり、操舵ハンドルSWを所定の基準位置から第1方向とは反対の第2方向(右方向)に回転させた場合に負の値になる。なお、中立位置とは、操舵角θがゼロとなる基準位置であり、車両が直進走行する際の操舵ハンドルSWの位置である。
タッチセンサ14は、操舵ハンドルSWに設けられており、運転者が操舵ハンドルSWを把持しているか否かを示す信号を出力するようになっている。
車速センサ15は、車両VAの走行速度(車速)を検出し、車速SPDを表す信号を出力するようになっている。
ドライバモニタカメラ16は、第1カメラ16a及び第2カメラ16bを備える。第1カメラ16aは、運転者の顔を撮影して画像データを取得し、当該画像データに基いて運転者の顔の向きを検出する。第2カメラ16bは、アクセルペダル11a及びブレーキペダル12aを含む運転者の足下の領域を撮影して画像データを取得し、当該画像データに基いて運転者の足の位置を検出する。
レインセンサ17は、車両VAのフロントガラス表面の中央上部に取り付けられている。レインセンサ17は、内蔵された発光素子によって生じさせた光をフロントガラス表面に向けて照射する。レインセンサ17は、反射光の変化を計測することにより降水情報(降水の有無)を検出し、当該降水情報を表す信号を出力するようになっている。
周囲センサ18は、車両VAの周辺状況に関する情報である車両周辺情報を取得する。具体的には、周囲センサ18は、車両VAの周囲の道路(車両が走行している走行レーンを含む。)に関する情報、及び、道路に存在する立体物に関する情報を取得する。立体物は、例えば、歩行者、四輪車及び二輪車などの移動物、並びに、ガードレール、フェンス及び建物などの固定物を含む。以下、これらの立体物は「物標」と称呼される場合がある。周囲センサ18は、レーダセンサ18a及びカメラセンサ18bを備えている。
レーダセンサ18aは、例えば、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する。)を少なくとも車両の前方領域を含む周辺領域に放射し、放射範囲内に存在する物標によって反射されたミリ波(即ち、反射波)を受信する。そして、レーダセンサ18aは、車両の前方に物標が存在するか否かを判定するとともに、車両と物標との相対関係を示す情報を演算する。車両と物標との相対関係を示す情報は、車両と物標との距離、車両に対する物標の方位(又は位置)、及び、車両と物標との相対速度等を含む。レーダセンサ18aから得られた情報(車両と物標との相対関係を示す情報を含む。)は「物標情報」と称呼される。
カメラセンサ18bは、車両の前方の風景を撮影して画像データを取得する。カメラセンサ18bは、その画像データに基いて、レーンを規定する左区画線及び右区画線(例えば、左白線及び右白線)を認識する。カメラセンサ18bは、走行レーンの形状を示すパラメータ(例えば、曲率)、及び、車両と走行レーンとの位置関係を示すパラメータ等を演算する。車両と走行レーンとの位置関係を示すパラメータは、例えば、車両の車幅方向の中心位置と左白線上の任意の位置との間の距離、及び、車両の車幅方向の中心位置と右白線上の任意の位置との間の距離等を含む。カメラセンサ18bによって取得された各種情報(画像データを含む。)は「車線情報」と称呼される。なお、カメラセンサ18bは、画像データに基いて、車両の前方に物標が存在するか否かを判定するとともに、物標情報を演算するように構成されてもよい。
周囲センサ18は、物標情報及び車線情報を車両周辺情報として運転支援ECU10に出力する。なお、周囲センサ18は「車両周辺情報を取得する情報取得装置」と称呼される場合がある。
エンジンECU20は、エンジンアクチュエータ21に接続されている。エンジンアクチュエータ21は、内燃機関22のスロットル弁の開度を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。エンジンECU20は、エンジンアクチュエータ21を駆動することによって、内燃機関22が発生するトルクを変更することができる。内燃機関22が発生するトルクは、図示しない変速機を介して駆動輪に伝達されるようになっている。従って、エンジンECU20は、エンジンアクチュエータ21を制御することによって、車両の駆動力を制御し加速状態(加速度)を変更することができる。なお、車両VAは、内燃機関22に代えて又は加えて、車両駆動源として電動機を備えてもよい。
ブレーキECU30は、油圧制御アクチュエータであるブレーキアクチュエータ31に接続されている。ブレーキアクチュエータ31は、油圧回路を含む。油圧回路は、マスタシリンダ、制動液が流れる流路、複数の弁、ポンプ及びポンプを駆動するモータ等を含む。ブレーキアクチュエータ31は、ブレーキECU30からの指示に応じて、ブレーキ機構32に内蔵されたホイールシリンダに供給する油圧を調整する。その油圧により、ホイールシリンダは、車輪に対する摩擦制動力を発生させる。従って、ブレーキECU30は、ブレーキアクチュエータ31を制御することによって、車両の制動力を制御し加速状態(減速度、即ち、負の加速度)を変更することができる。
ステアリングECU40は、周知の電動パワーステアリングシステムの制御装置であって、モータドライバ41に接続されている。モータドライバ41は、モータ42に接続されている。モータ42は、ステアリング機構に組み込まれている。ステアリング機構は、操舵ハンドルSW、操舵ハンドルSWに連結されたステアリングシャフトUS、及び、操舵用ギア機構等を含む。モータ42は、モータドライバ41を介して図示しないバッテリから供給される電力によってトルクを発生し、このトルクによって操舵アシストトルクを発生したり、左右の操舵輪を転舵したりすることができる。即ち、モータ42は、車両VAの舵角(操舵角)を変更することができる。
ナビゲーションECU50は、GPS受信機51、地図データベース(DB)52、及び、タッチパネル53に接続されている。GPS受信機51は、車両が位置している場所の「緯度及び経度」を検出するためのGPS信号を受信する。地図DB52は、地図情報を格納している。地図情報は、道路に関する情報、及び、建物に関する情報を含む。道路に関する情報は、道路を規定する複数の区画線の位置、複数の区画線によって規定される道路の幅員、及び、道路の曲率等を含む。ナビゲーションECU50は、車両が位置している場所の緯度及び経度、並びに地図情報に基いて各種の演算処理を行い、タッチパネル53に地図上での車両の位置を表示させる。
表示ECU60は、ディスプレイ61及びスピーカ62と接続されている。ディスプレイ61は、運転席の正面に設けられたマルチインフォメーションディスプレイである。スピーカ62は、運転支援ECU10からの発話指令を受信した場合、その発話指令に応じた音声を発生させる。なお、ディスプレイ61及びスピーカ62は、まとめて「報知装置」と称呼される場合がある。
操作スイッチ70は、運転者により操作されるスイッチである。運転者は、操作スイッチ70を操作することにより、運転支援制御(本実施形態では、ACC)の作動状態をオン状態又はオフ状態に設定することができる。以降において、運転支援制御の作動状態は「運転支援作動状態」と称呼される。
(ACC)
運転支援ECU10は、運転支援制御の一態様として、ACCを実行するように構成されている(例えば、特開2014-148293号公報、特開2006-315491号公報、及び、特許第4172434号明細書等を参照。)。
ACCは、定速走行制御と先行車追従制御の2種類の制御を含む。定速走行制御は、アクセルペダル11a及びブレーキペダル12aの操作を要することなく、車両VAの走行速度を目標速度(設定速度)Vsetと一致させるように車両VAの速度を制御する制御である。先行車追従制御は、アクセルペダル11a及びブレーキペダル12aの操作を要することなく、先行車(追従対象車両)と車両VAとの車間距離を目標車間距離Dsetに維持しながら追従対象車両に対して車両VAを追従させる制御である。追従対象車両は、車両VAの前方領域であって車両VAの直前を走行している車両である。
運転支援ECU10は、操作スイッチ70の操作によって運転支援作動状態がオン状態に設定されると、物標情報に基いて追従対象車両が存在しているか否かを判定する。運転支援ECU10は、追従対象車両が存在しないと判定した場合、定速走行制御を実行する。運転支援ECU10は、車速SPDが目標速度Vsetに一致するように、目標速度Vsetと車速SPDに基いて目標加速度Gtgtを決定する。運転支援ECU10は、車両VAの加速度が目標加速度Gtgtに一致するように、エンジンECU20を用いてエンジンアクチュエータ21を制御するとともに、必要に応じてブレーキECU30を用いてブレーキアクチュエータ31を制御する。
これに対し、運転支援ECU10は、追従対象車両が存在すると判定した場合、先行車追従制御を実行する。運転支援ECU10は、目標車間時間twに車速SPDを乗じることにより、目標車間距離Dsetを演算する。目標車間時間twは、図示しない車間時間スイッチを用いて設定される。運転支援ECU10は、車両VAと追従対象車両との間の車間距離が目標車間距離Dsetに一致するように、目標加速度Gtgtを決定する。運転支援ECU10は、車両VAの加速度が目標加速度Gtgtに一致するように、エンジンECU20を用いてエンジンアクチュエータ21を制御して駆動力を制御するとともに、必要に応じてブレーキECU30を用いてブレーキアクチュエータ31を制御して制動力を制御する。
(運転切替要求)
運転支援ECU10は、運転支援作動状態がオン状態である場合、運転支援作動状態をオン状態からオフ状態へと変更することを要求する運転切替要求が発生したか否かを判定する。運転切替要求は、所定の異常を検知したことにより発生する第1要求と、運転者による操作スイッチ70の操作に応じて発生する第2要求とを含む。所定の異常は、運転支援システム異常を意味し、各種センサ11乃至18の異常、報知装置の異常、エンジンアクチュエータ21の異常、ブレーキアクチュエータ31の異常、並びに、ステアリング機構の構成部品(例えば、モータ42)の異常の少なくとも1つを含む。運転支援ECU10は、図示しないルーチンにより所定の異常が発生しているか否かを監視している。
運転切替要求が発生した時点からの経過時間Tepが所定の時間閾値Tmthに到達するまでの期間は、車両VAの運転操作をACCから運転者へと移行させるための移行期間である。移行期間において、運転支援作動状態はオン状態に維持される。移行期間の終了時点において、運転支援作動状態がオン状態からオフ状態へと変更される。従って、移行期間の終了時点は、上述した運転切替時点に相当する。
運転支援ECU10は、移行期間において、運転者が車両VAの運転操作を行うことができる状態(「運転可能状態」と称呼する。)になったか否かを判定する。より具体的に述べると、運転支援ECU10は、以下の条件A及び条件Bの両方が成立したとき、運転者が運転可能状態であると判定する。
(条件A):運転者が、以下の状態1及び状態2の何れかの状態である。
(条件B):運転者が、以下の状態3である。
(状態1):運転者がアクセルペダル11aを操作した、又は、運転者がアクセルペダル11aに足を載せている。なお、運転支援ECU10は、アクセルペダル操作量センサ11からの信号及びドライバモニタカメラ16の第2カメラ16bからの信号に基いて、運転者が状態1であるか否かを判定できる。
(状態2):運転者がブレーキペダル12aを操作した、又は、運転者がブレーキペダル12aに足を載せている。なお、運転支援ECU10は、ブレーキペダル操作量センサ12からの信号及びドライバモニタカメラ16の第2カメラ16bからの信号に基いて、運転者が状態2であるか否かを判定できる。
(状態3):運転者の視線が車両VAの前方方向に向いている。なお、運転支援ECU10は、第1カメラ16aからの信号に基いて運転者が状態3であるか否かを判定できる。
なお、運転支援ECU10は、移行期間において運転者がアクセルペダル11aを操作した場合でも、その運転者の操作に応じて車両VAが加速しないようにエンジンECU20を制御するようになっている。加えて、運転支援ECU10は、移行期間において運転者がブレーキペダル12aを操作した場合、その運転者の操作に応じて車両VAが減速しないようにブレーキECU30を制御してもよい。
運転支援ECU10は、移行期間において運転者が運転可能状態になったと判定するまで、警告処理を実行する。
なお、運転支援ECU10は、移行期間において運転者が運転可能状態になったと判定した場合、その時点から移行期間の終了時点までの期間において運転者が運転可能状態になったか否かの判定を行わない。
(移行期間中の制御)
上述したように、従来の車両制御装置は、運転切替時点まで定速走行制御を実行するので、運転切替時点にて運転者が希望する速度よりも速い速度で車両VAが走行している可能性がある。これにより、運転者が不安を覚える可能性がある。
上記を考慮して、運転支援ECU10は、運転切替要求が発生した時点での車両周辺情報に基いて判定された車両VAの前方の状況に応じて、運転切替時点での目標速度Vtgtを演算する。そして、運転支援ECU10は、ACCにおける定速走行制御又は先行車追従制御に代えて、運転切替時点にて車両VAの速度が目標速度Vtgtに一致するように車両VAを減速させる減速制御を実行する。運転支援ECU10は、運転切替時点にて減速制御を終了させる。
具体的には、運転支援ECU10は、車線情報(具体的には、カメラセンサ18bによって取得された車両VAの前方の画像データ)に基いて、走行レーンを規定する左白線及び右白線を認識する。例えば、車両VAが走行する道路が上述した道路1又は道路2である場合、運転支援ECU10は、左白線及び右白線の一方又は両方を車両VAの現在の位置から遠い位置まで認識できない。従って、運転支援ECU10は、車線情報から認識できる左白線及び右白線を利用して、車両VAの加速度を制御する。以降において、移行期間において実行される制御を「特定制御」と称呼する。
例えば、車両VAが左カーブの手前の位置を走行している状況において運転切替要求が発生したと仮定する。この場合、運転支援ECU10は、図2に示すような画像データをカメラセンサ18bから取得する。走行レーンLn1の左側に設置されたガードレール201の影響により、運転支援ECU10は、画像データに基いて、左白線WL1を車両VAの現在の位置から遠い位置まで認識できない。このような場合、運転支援ECU10は、以下のように特定制御を実行する。
まず、運転支援ECU10は、車両VAの現在の位置(運転切替要求が発生した時点での車両VAの位置)にて取得された画像データから、左白線WL1の端部Eg1、及び、右白線WL2の端部Eg2を認識する。左白線WL1の端部Eg1は、車両VAの現在の位置から車両VAの進行方向に最遠の左白線WL1の端部である。右白線WL2の端部Eg2は、車両VAの現在の位置から車両VAの進行方向に最遠の右白線WL2の端部である。なお、画像データ内において白線が途中で途切れる場合、運転支援ECU10は、その途切れた位置を白線の端部として認識する(図5を参照。)。
次に、図3に示すように、運転支援ECU10は、車両VAの現在位置と左白線WL1の端部Eg1との間の第1距離D1と、車両VAの現在位置と右白線WL2の端部Eg2との間の第2距離D2とを演算する。
車両VAが左カーブの手前の位置を走行している状況において、第1距離D1は、第2距離D2に比べて小さい。このように車両VAが運転切替時点以降においてカーブを走行する場合、第1距離D1及び第2距離D2の一方が他方に比べて小さくなると考えられる。従って、運転支援ECU10は、第1距離D1及び第2距離D2のうちの小さい方を特定制御用の距離パラメータDaとして設定する。図3の状況において、運転支援ECU10は、第1距離D1を距離パラメータDaとして設定する(Da←D1)。
なお、画像データに基いて左白線WL1及び右白線WL2の何れも認識できない場合、運転支援ECU10は、予め定められたデフォルト距離Ddefを距離パラメータDaとして設定する(Da←Ddef)。
次に、運転支援ECU10は、以下の式1に従って目標速度Vtgtを演算する。目標速度Vtgtは、運転切替時点(即ち、移行期間の終了時点)での車速SPDの目標値である。式1において、SPDは、運転切替要求が発生した時点の車速である。Gsは、予め定められた負の加速度(減速度)であり、運転者が通常の操作量(踏み込み量)でブレーキペダル12aを操作したときに得られると想定される減速度である。以降において、Gsは単に「減速度」と称呼される。Tmthは上述した移行期間の長さを示す時間閾値である。
Figure 0007264086000001
図4に示すように、運転切替要求が発生した時点にて車両VAは位置P1にて走行している。車両VAは、移行期間中に「SPD×Tmth」だけ走行すると仮定する。なお、後述するように、実際には移行期間中に車両VAは減速されるか又は定速にて走行させられるので、移行期間中の走行距離はSPD×Tmth以下である。上記の仮定によれば、運転切替時点にて車両VAは位置P2に到達する。目標速度Vtgtは、運転切替時点以降において運転者が車両VAを減速度Gsで減速させると仮定したとき、車両VAが、現在の位置(運転切替要求が発生した時点の位置)から距離パラメータDaだけ離れた位置にて停止するような速度を意味する。従って、図4の状況において、運転切替時点から運転者が通常の操作量でブレーキペダル12aを操作した場合、車両VAは減速度Gsで減速し、その結果、車両VAは位置P1から第1距離D1だけ離れた位置P3で停止する。
目標速度Vtgtが、運転切替要求が発生した時点の車速SPDより小さい場合、運転支援ECU10は、目標速度Vtgtに基いて減速制御を実行する。具体的には、運転支援ECU10は、運転切替時点にて車両VAの車速SPDが目標速度Vtgtになるように特定制御用の目標加速度Gtgt’を演算する。運転支援ECU10は、車両VAの加速度が目標加速度Gtgt’に一致するようにブレーキアクチュエータ31及び/又はエンジンアクチュエータ21を制御する。以上のように、運転支援ECU10は、運転切替要求が発生した時点での車両VAの前方の状況(左白線WL1及び右白線WL2の認識状況)に応じて、車両VAを減速させることができる。
通常、運転者はカーブの進入前に車両VAを減速させる。この構成によれば、運転切替時点にて(即ち、見通しの悪いカーブの進入前に)車両VAの車速SPDが目標速度Vtgtになるように車両VAが減速される。従って、運転切替時点にて車両VAが運転者が希望する車速で走行する可能性を高めることができる。これにより、運転者に安心感を与えることができる。更に、運転切替時点以降において、運転者は自身の運転操作(ブレーキペダル12aの操作)によって車両VAを減速させる必要がない。
更に、運転支援システム異常に起因して運転切替要求が発生したと仮定する。この場合、車両VAの構成部品に異常が発生したので、運転者は車両VAを停止させたい場合がある。このような状況において、運転切替時点から運転者が通常の操作量でブレーキペダル12aを操作した場合、上述したように車両VAが位置P3で停止する。実際には、上述したように運転切替時点まで車両VAが減速されるので、車両VAは位置P3よりも少し手前の位置で停止する。位置P3は、運転切替要求が発生した時点にて画像データから認識できる左白線WL1の最遠の位置(端部Eg1)に対応する位置であり、見通しの悪い左カーブに入る直前の位置である。運転者が車両VAを停止させたい場合、第1装置は、車両VAが見通しの悪い左カーブに進入する直前で停止する可能性を高めることができる。車両VAが左カーブ内に停止した場合、後続の他車両の運転者が車両VAを認識し難く、その他車両が車両VAに接近する虞がある。この構成によれば、このような問題も解決することができる。
なお、目標速度Vtgtが、運転切替要求が発生した時点の車速SPD以上である場合、以下の状況1及び状況2が考えられる。
(状況1):車両VAが見通しの良い道路(直線の走行レーン)を走行している。
(状況2):車両VAが比較的小さい速度で走行している。
上記の状況1及び状況2においては、車両VAを減速させる必要性が小さい。従って、運転支援ECU10は、運転切替要求が発生した時点の車速SPDを維持するようにエンジンアクチュエータ21及び/又はブレーキアクチュエータ31を制御する(即ち、定速走行制御を実行する)。
図5の例において、走行レーンLn2の左側に物体(駐車された他車両501)が存在する。このような状況において、運転支援ECU10は、画像データ内において左白線WL1が途切れた位置を左白線WL1の端部Eg1として認識する。従って、第1距離D1が、第2距離D2よりも小さくなる。運転支援ECU10は、前述のように式1に従って目標速度Vtgtを演算し、目標速度Vtgtに基いて減速制御を実行する。
通常、運転者は、他車両501の横を通過する際に車両VAを減速させる。この構成によれば、図6に示すように、運転切替時点にて(即ち、他車両501の手前の位置P2にて)車両VAの車速SPDが目標速度Vtgtになるように車両VAが減速される。従って、運転切替時点にて車両VAが運転者が希望する車速で走行する可能性を高めることができる。更に、運転者は、自身で運転操作(ブレーキペダル12aの操作)を行うことなく、希望する速度で車両VAを他車両501の横を通過させることができる。
更に、運転者が車両VAを停止させることを希望し、運転切替時点から運転者が通常の操作量でブレーキペダル12aを操作しながら車両VAをレーンLn2の左側に移動させると仮定する。この場合、図6に示すように、車両VAが、位置P1から第1距離D1だけ離れた位置の手前の位置P4で停止する。このように、運転者が車両VAを停止させたい場合、車両VAが他車両501の手前の位置に停止する可能性を高めることができる。車両VAが他車両501に過度に接近又は衝突する可能性を低減することができる。
(作動)
次に、運転支援ECU10のCPU(単に「CPU」と称呼する場合がある。)の作動について説明する。CPUは、所定時間が経過するごとに、図7に示した「運転支援開始/終了判定ルーチン」を実行するようになっている。
なお、CPUは、図示しないルーチンを所定時間が経過するごとに実行することにより各種センサ(11乃至18)並びに操作スイッチ70から、それらの検出信号又は出力信号を受信してRAMに格納している。
所定のタイミングになると、CPUは、ステップ700から図7のルーチンを開始してステップ701に進み、運転支援フラグX1の値が「0」であるか否かを判定する。運転支援フラグX1は、その値が「1」であるとき運転支援作動状態がオン状態であることを示し、その値が「0」であるとき運転支援作動状態がオフ状態であることを示す。運転支援フラグX1及び後述する他のフラグ(X2及びX3)は、図示しないイグニッションスイッチがOFF位置からON位置へと変更されたときにCPUにより実行されるイニシャライズルーチンにおいて「0」に設定される。
いま、運転支援作動状態がオフ状態であると仮定すると、運転支援フラグX1の値は「0」である。この場合、CPUは、そのステップ701にて「Yes」と判定してステップ702に進み、運転支援制御の実行条件(以下、単に「実行条件」と称呼する。)が成立しているか否かを判定する。
実行条件は、以下の条件1及び条件2の両方が成立したときに成立する。なお、更に別の条件が、実行条件が成立するために満足されるべき条件の一つとして追加されてもよい。なお、以降に記述される他の条件についても同様である。
(条件1):操作スイッチ70の操作により運転支援作動状態をオン状態にすることが選択されている。
(条件2):車速SPDが所定の車速以上である。
実行条件が成立していない場合、CPUは、ステップ702にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、実行条件が成立している場合、CPUはステップ702にて「Yes」と判定してステップ703に進み、運転支援フラグX1の値を「1」に設定する。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、運転支援作動状態の作動状態がオフ状態からオン状態へと変化する。従って、後述する図8のルーチンのステップ801にてCPUが「Yes」と判定するので、ACCが開始される。
運転支援作動状態の作動状態がオン状態になった後、CPUが再び図7のルーチンをステップ700から開始すると、CPUは、ステップ701にて「No」と判定して、ステップ704に進む。CPUは、ステップ704にて、移行フラグX2の値が「0」であるか否かを判定する。移行フラグX2の値は、その値が「1」であるとき、現時点が移行期間中であることを示す。移行フラグX2の値は、その値が「2」であるとき、移行期間において運転者が運転可能状態になったと既に判定されていることを示す。
運転支援作動状態の作動状態がオン状態であり、且つ、運転切替要求がまだ発生していないと仮定する。この場合、移行フラグX2の値は「0」である。CPUは、そのステップ704にて「Yes」と判定してステップ705に進み、運転切替要求が発生したか否かを判定する。運転切替要求が発生していない場合、CPUは、ステップ705にて「No」と判定し、ステップ795に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、運転切替要求が発生した場合、CPUは、ステップ705にて「Yes」と判定して、以下に述べるステップ706及びステップ707の処理を順に行う。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ706:CPUは、表示ECU60を用いて、「運転支援作動状態をオン状態からオフ状態へと移行するための移行期間に遷移する」旨のメッセージをディスプレイ61に表示するとともに、当該メッセージをスピーカ62に発話させる。
ステップ707:CPUは、現時点が移行期間中であることを示すために、移行フラグX2の値を「1」に設定する。
その後、CPUが再び図7のルーチンをステップ700から開始すると、CPUは、ステップ701にて「No」と判定し、ステップ704にて「No」と判定してステップ708に進む。CPUは、ステップ708にて、運転支援制御の終了条件(以下、単に「終了条件」と称呼する。)が成立するか否かを判定する。終了条件は、運転切替要求が発生した時点(移行フラグX2の値が「1」に設定された時点)からの経過時間Tepが所定の時間閾値Tmthに到達したときに成立する。
現時点が、移行フラグX2の値が「1」に設定された直後の時点であると仮定すると、終了条件が成立しない。従って、CPUは、ステップ708にて、「No」と判定してステップ709に進む。次に、CPUは、ステップ709にて、移行フラグX2の値が「1」であるか否かを判定する。現時点において移行フラグX2の値は「1」であるので、CPUはステップ709にて「Yes」と判定してステップ710に進み、運転者が運転可能状態になったか否かを判定する。具体的には、CPUは、運転者が上述の条件A及び条件Bの両方が成立するか否かを判定する。
運転者は、通常、ACCの実行中においてアクセルペダル11a及びブレーキペダル12aを操作していない。よって、多くの場合、移行期間の開始時点において、運転者が上述の状態1乃至状態2の何れかになっていない。従って、CPUは、ステップ710にて「No」と判定してステップ711に進み、「運転者が運転可能状態になること」を促す警告メッセージをディスプレイ61に表示するとともに、当該警告メッセージをスピーカ62に発話させる。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
その後、運転者が運転可能状態になったと仮定する。この場合、CPUは、ステップ701、ステップ704、ステップ708及びステップ709を経てステップ710に進んだとき、「Yes」と判定する。次に、ステップ712にて、CPUは、移行期間において運転者が運転可能状態になったことを示すために、移行フラグX2の値を「2」に設定する。
この結果、次にCPUがステップ709に進んだとき、「No」と判定してステップ795に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
上述の処理を繰り返し実行している間に経過時間Tepが時間閾値Tmthに到達する。即ち、終了条件が成立する。この場合、CPUがステップ708に進むと、CPUは「Yes」と判定して以下に述べるステップ714及びステップ715の処理を順に行う。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ714:CPUは、運転支援フラグX1の値を「0」に設定し、移行フラグX2の値を「0」に設定し、特定制御フラグX3の値を「0」に設定する。特定制御フラグX3の値は、後述するように、その値が「1」であるとき、特定制御が実行されていることを示す。
ステップ715:CPUは、「運転支援作動状態がオフ状態に切り替えられたこと」を表すメッセージをディスプレイ61に表示するとともに、当該メッセージをスピーカ62に発話させる。
これにより、後述する図8のルーチンのステップ801にてCPUが「No」と判定するので、ACCが終了される。
更に、CPUは、所定時間が経過する毎に、図8にフローチャートにより示した「ACC実行ルーチン」を実行するようになっている。所定のタイミングになると、CPUは図8のステップ800から処理を開始してステップ801に進み、第1条件が成立するか否かを判定する。第1条件は、運転支援作動状態の作動状態がオン状態であり、且つ、運転切替要求がまだ発生していないときに成立する条件である。第1条件は、運転支援フラグX1の値が「1」であり且つ移行フラグX2の値が「0」であるときに成立する。
第1条件が成立しない場合、CPUは、ステップ801にて「No」と判定し、ステップ895に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、第1条件が成立する場合、CPUは、ステップ801にて「Yes」と判定してステップ802に進み、物標情報に基いて車両VAの前方に追従対象車両が存在しているか否かを判定する。追従対象車両が存在する場合、CPUは、ステップ802にて「Yes」と判定してステップ803に進み、先行車追従制御を実行する。その後、CPUは、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
一方、追従対象車両が存在しない場合、ステップ802にて「No」と判定してステップ804に進み、定速走行制御を実行する。その後、CPUは、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、CPUは、所定時間が経過する毎に、図9にフローチャートにより示した「特定制御実行ルーチン」を実行するようになっている。所定のタイミングになると、CPUは図9のステップ900から処理を開始してステップ901に進み、第2条件が成立するか否かを判定する。第2条件は、運転支援作動状態の作動状態がオン状態であり、且つ、運転切替要求が発生したときに成立する条件である。第2条件は、運転支援フラグX1の値が「1」であり且つ移行フラグX2の値が「1」以上(即ち、「1」及び「2」の何れか)であるときに成立する。
第2条件が成立しない場合、CPUは、ステップ901にて「No」と判定し、ステップ995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、第2条件が成立する場合、CPUは、ステップ901にて「Yes」と判定してステップ902に進み、特定制御フラグX3の値が「0」であるか否かを判定する。現時点が、移行フラグX2の値が「1」に設定された直後の時点であると仮定する。この場合、特定制御フラグX3の値はまだ「0」である。従って、CPUは、ステップ902にて「Yes」と判定して、以下のステップ903乃至ステップ905の処理を順に行う。その後、CPUは、ステップ906に進む。
ステップ903:CPUは、特定制御が開始したことを示すために、特定制御フラグX3の値を「1」に設定する。
ステップ904:CPUは、前述したように距離パラメータDaを設定する。具体的には、CPUは、車線情報(カメラセンサ18bにより取得された画像データ)に基いて第1距離D1及び第2距離D2を演算し、第1距離D1及び第2距離D2のうちの小さい方を距離パラメータDaとして設定する。なお、画像データに基いて左白線WL1及び右白線WL2の何れも認識できない場合、CPUは、デフォルト距離Ddefを距離パラメータDaとして設定する。
ステップ905:CPUは、前述のように式1に従って目標速度Vtgtを演算する。
CPUは、ステップ906に進むと、目標速度Vtgtが現在の車速SPDよりも小さいか否かを判定する。目標速度Vtgtが現在の車速SPDよりも小さい場合、CPUは、ステップ906にて「Yes」と判定してステップ907に進む。ステップ907にて、CPUは、移行期間の終了時点(即ち、現時点から時間閾値Tmth後の時点)にて車両VAの車速SPDが目標速度Vtgtになるように目標加速度Gtgt’を演算する。その後、CPUは、ステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。
目標速度Vtgtが現在の車速SPDよりも小さくない場合、CPUは、ステップ906にて「No」と判定してステップ908に進み、目標加速度Gtgt’を「0」に設定する。
このように特定制御フラグX3の値が「1」になった後にCPUが再び図9のルーチンをステップ900から開始すると、CPUは、ステップ902にて「No」と判定して、ステップ910に進む。CPUは、車両VAの加速度が目標加速度Gtgt’に一致するようにブレーキアクチュエータ31及び/又はエンジンアクチュエータ21を制御する。ステップ907にて目標加速度Gtgt’が演算された場合、CPUは、移行期間の終了時点(運転切替時点)にて車両VAの車速SPDが目標速度Vtgtになるように減速制御を実行する。その後、移行期間の終了時点にてCPUが図7のステップ714の処理を実行すると、フラグX1、X2及びX3が「0」になる。これにより、CPUはステップ901にて「No」と判定する。従って、CPUは、移行期間の終了時点にて減速制御を終了させる。
一方、ステップ908にて目標加速度Gtgt’が「0」に設定された場合、CPUは、運転切替要求が発生した時点(即ち、移行フラグX2の値が「1」に設定された時点)の車速SPDを維持するように定速走行制御を実行する。この場合、CPUは、運転切替要求が発生した時点の車速SPDが維持されるように、目標加速度Gtgt’を随時演算してもよい。
以上の構成によれば、第1装置は、移行期間において、ACCにおける定速走行制御又は先行車追従制御に代えて、運転切替時点にて車両VAの車速SPDが目標速度Vtgtになるように減速制御を実行する。従って、運転切替時点にて車両VAが運転者が希望する車速で走行する可能性を高めることができる。これにより、運転者に安心感を与えることができる。更に、運転切替時点にて車両VAが運転者が希望する車速で走行している場合、運転者は、運転切替時点以降において車両VAを減速させる操作(ブレーキペダル12aの操作)を行う必要がない。運転者は、最小限の操作で(操舵ハンドルSWの操作のみ)で車両VAを運転することができる。
(第1装置の変形例1)
CPUは、図9のルーチンのステップ905にて、以下の式2に従って目標速度Vtgtを演算してもよい。式2において、αは、目標速度Vtgtの全体に対するゲインであり、βは、減速度Gsに対するゲインである。α及びβは以下に述べるように設定(変更)される。
Figure 0007264086000002
CPUは、移行期間において、運転者がすでに運転可能状態になっているか否か(即ち、上述した条件A及び条件Bを満たすか否か)を判定する。運転者が運転可能状態になっていない場合、安全性を考慮して目標速度Vtgtがより小さい値に設定されるのが好ましい。従って、運転者が運転可能状態でない場合、CPUは、ゲインαの値を「1」より小さい所定の値に設定する。一方、運転者が運転可能状態である場合、CPUは、ゲインαの値を「1」に設定する。この構成によれば、運転者の状態に応じて運転切替時点での目標速度Vtgtを変更することができる。運転者が運転可能状態でない場合の目標速度Vtgtがより小さくなるので、安全性をより高めることができる。
別の例によれば、CPUは、運転者が状態1乃至状態3の何れかの状態になっているとき、ゲインαの値を「1」に設定し、運転者が状態1乃至状態3の何れの状態にもなっていないとき、ゲインαの値を「1」より小さい所定の値に設定してもよい。
CPUは、車両VAの前方の路面状態が、特定路面状態であるか否かを判定する。特定路面状態とは、予め想定されるドライ路面状態に比べて車両VAの車輪が滑り易い状態である。例えば、雨が降っている場合、走行レーンの路面が濡れているので、車両VAの車輪が滑り易いと考えられる。従って、CPUは、レインセンサ17からの信号に基いて、車両VAの前方の路面状態が特定路面状態であるか否かを判定する。車両VAの前方の路面状態が特定路面状態である場合、運転者がブレーキペダル12aを通常の操作量で操作しても、減速度Gsを得ることができない。従って、車両VAの前方の路面状態が特定路面状態である場合、CPUは、ゲインβの値を「1」より小さい所定の値に設定する。一方、車両VAの前方の路面状態が特定路面状態でない場合、ゲインβの値を「1」に設定する。この構成によれば、天気(雨天か否か)に応じて目標速度Vtgtを変更することができる。車両VAの前方の路面状態が特定路面状態である場合の目標速度Vtgtがより小さくなるので、安全性をより高めることができる。
なお、CPUは、図示しない通信機を介して外部のネットワークから天気情報を取得して、車両VAの現在の位置において雨が降っているか否かを判定してもよい。CPUは、雨が降っている場合、走行レーンの路面状態が特定路面状態であると判定する。別の例によれば、CPUは、カメラセンサ18bから取得した画像データに基いて、走行レーンの路面状態が濡れているか否か(即ち、特定路面状態であるか否か)を判定してもよい。
なお、CPUは、ゲインα及びゲインβの何れかを式2から省略した式に従って目標速度Vtgtを演算してもよい。
(第1装置の変形例2)
CPUは、距離パラメータDを引数として有する減速度マップMc(Da)を用いて、特定制御用の目標加速度Gtgt’を求めてもよい。減速度マップMc(Da)は、距離パラメータDaと負の加速度である目標加速度Gtgt’との関係が規定されている。この構成によれば、第1装置は、距離パラメータDaに応じて車両VAを減速させることができる。なお、減速度マップMc(Da)において、距離パラメータDaが所定の距離閾値より大きい場合、目標加速度Gtgt’は「0」に設定されていてもよい。更に別の例において、CPUは、距離パラメータDと、運転者状態パラメータEa及び路面状態パラメータRaの少なくとも一つを引数として有する減速度マップMc(Da,Ea,Ra)を用いて、特定制御用の目標加速度Gtgt’を求めてもよい。パラメータEaは、移行期間において運転者がすでに運転可能状態になっている場合に「1」に設定される。パラメータEaは、移行期間において運転者が運転可能状態になっていない場合に「0」に設定される。パラメータRaは、路面状態が特定路面状態である場合に「1」に設定される。パラメータRaは、路面状態が特定路面状態でない場合に「0」に設定される。
(第1装置の変形例3)
運転支援ECU10は、画像データ以外の情報に基いて車両周辺情報を取得し、当該車両周辺情報に基いて左白線WL1の端部Eg1及び右白線WL2の端部Eg2を推定してもよい。運転支援ECU10は、ナビゲーションECU50を介して、地図情報、及び、地図上での車両VAの位置を取得する。地図情報は、車両VAの周囲の区画線に関する情報(走行レーンを規定する左白線WL1の位置及び右白線WL2の位置)、及び、車両VAの周囲に存在する建物に関する情報等を含む。図10に示すように、運転支援ECU10は、車両VAの現在の位置から運転者又はカメラセンサ18bによって認識可能な範囲Rgを地図上において設定する。そして、運転支援ECU10は、左白線WL1及び右白線WL2と、車両VAの周囲に存在する立体物との関係から、左白線WL1の端部Eg1及び右白線WL2の端部Eg2を推定する。図10に示す例においては、走行レーンLn3の左側に存在する建物1001により、左白線WL1の網掛け部分WL1aが車両VAの現在の位置から認識できないと推定できる。従って、運転支援ECU10は、網掛け部分WL1aの直前の位置を左白線WL1の端部Eg1として決定する。更に、右白線WL2を遮る物体は存在しないので、運転支援ECU10は、範囲Rgと右白線WL2の接点の位置を右白線WL2の端部Eg2として決定する。
なお、走行レーンに沿って存在する物体(建物1001)の検出は、レーダセンサ18aによって行われてもよい。この場合、運転支援ECU10は、レーダセンサ18aよって検出された立体物の位置を地図上に反映させ、左白線WL1及び右白線WL2と、車両VAの周囲に存在する立体物との関係から、左白線WL1の端部Eg1及び右白線WL2の端部Eg2を推定する。
(第1装置の変形例4)
第1距離D1及び第2距離D2の算出方法は、上述の例に限定されない。画像データの左白線WL1の車両VAに最も近い側の端部(最接近端部)を「車両VAの現在位置」とみなし、運転支援ECU10は、その最接近端部と左白線WL1の端部Eg1との間の直線距離(又は、左白線WL1に沿った曲線距離)を第1距離D1として演算してもよい。運転支援ECU10は、同様の方法で第2距離D2を演算してもよい。
(第1装置の変形例5)
移行期間中に追従対象車両が急減速して車間距離が目標車間距離Dsetを大きく下回った場合、運転支援ECU10は、目標加速度Gtgt’よりも大きさが大きい減速度で車両VAを減速してもよい。
(第1装置の変形例6)
第1装置の構成は、ACCに限らず、車両の速度を予め設定された目標速度に一致させるように車両の速度を変更する自動運転制御(ACCよりも高い自動運転レベルの制御)を実行する車両制御装置にも適用可能である。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る車両制御装置(以下、「第2装置」と称呼される場合がある。)について説明する。第2装置の運転支援ECU10は、ACCに加えて、車両VAの操舵角を制御する操舵制御を実行できる点において第1装置と異なる。このような操舵制御は、運転支援制御の一態様であり、レーン・キーピング・アシスト・コントロール(以下、単に「LKA」と称呼する。)とも称呼される。本例において、運転支援ECU10は、操作スイッチ70の操作によって運転支援作動状態がオン状態に設定されると、ACC及びLKAを実行するように構成される。
(LKA)
LKAは、区画線を活用して設定される目標走行ラインに沿って車両VAが走行するように、車両VAの操舵角を変更する制御である(例えば、特開2008-195402号公報、特開2009-190464号公報、特開2010-6279号公報、及び、特許第4349210号等を参照。)。
図11に示したように、運転支援ECU10が、車線情報に基いて、走行レーンの「左白線WL1及び右白線WL2」についての情報を取得できると仮定する。この場合、運転支援ECU10は、左白線WL1と右白線WL2との道路幅方向における中央位置を結ぶラインを「レーンの中央ラインLM」として推定する。運転支援ECU10は、中央ラインLMを目標走行ラインTLとして設定する。
運転支援ECU10は、LKAを実行するために必要なLKA制御パラメータを演算する。LKA制御パラメータは、図11に示すように、目標走行ラインTLの曲率CL(=中央ラインLMの曲率半径Rの逆数)、距離dL及びヨー角θL等を含む。距離dLは、目標走行ラインTLと、車両VAの車幅方向の中心位置との間のy軸方向における(実質的には道路幅方向における)距離である。ヨー角θLは、目標走行ラインTLに対する車両VAの前後方向軸の角度である。なお、図11において、x軸は、車両VAの前後方向に延びる軸であり、y軸は、x軸と直交する軸である。
運転支援ECU10は、LKA制御パラメータ(CL,dL,θL)を用いて、車両VAを目標走行ラインTLに沿って走行させるための目標操舵角θ*を演算する。運転支援ECU10は、操舵指令(目標操舵角θ*を含む)をステアリングECU40に送信することによりモータ42を駆動する。その結果、車両の実際の操舵角θが目標操舵角θ*に一致させられる。
(移行期間中の制御)
例えば、図4の状況において、運転切替要求が発生した時点にて、運転者は、現在の位置から左カーブの状況を認識し難い。運転切替時点以降において運転者は自身の運転操作で車両VAを走行させる。従って、運転切替時点にて、車両VAが、運転者が左カーブの状況を認識し易い位置を走行することが好ましい。
そこで、運転支援ECU10は、運転切替要求が発生した時点にて、目標走行ラインTLを再設定する。具体的には、運転支援ECU10は、第1距離D1及び第2距離D2のうちの大きい方の距離に対応する白線を特定区画線として選択する。運転支援ECU10は、運転切替要求が発生した時点まで使用されていた目標走行ライン(中央ラインLM)を特定区画線側にずらす(シフトする)ことにより、目標走行ラインTLを設定する。図4の状況において、第2距離D2が第1距離D1よりも大きい。従って、運転支援ECU10は、右白線WL2を特定区画線として選択する。運転支援ECU10は、中央ラインLMを右白線WL2側にずらすことにより、目標走行ラインTLを設定する。
図12に示すように、運転支援ECU10は、運転切替時点(即ち、移行期間の終了時点)で車両VAが位置P2’を走行するように目標走行ラインTLを設定する。位置P2’は、運転切替要求が発生した時点まで使用していた本来の目標走行ライン(中央ラインLM)から所定のシフト距離Dofだけ右白線WL2側に離れた位置である。シフト距離Dofは、車両VAの車体が走行レーンLn1から逸脱しない(この例では、右白線WL2を越えない)ように設定される。運転支援ECU10は、移行期間中において、車両VAが目標走行ラインTLに沿って走行するように操舵制御を実行する。この構成によれば、運転切替時点にて、車両VAが、運転者が左カーブの状況を認識し易い位置(中央ラインLMに対して右側の位置)を走行する。運転切替時点以降において運転者は左カーブでの運転が行い易くなる。
更に、第2装置は、図5の状況においても効果を奏する。図13に示すように、運転支援ECU10は、第2距離D2に対応する右白線WL2側に目標走行ラインTLをずらす(シフトさせる)。運転支援ECU10は、運転切替時点で車両VAが位置P2’を走行するように目標走行ラインTLを設定する。
運転切替時点の後において車両VAは他車両501の横を通過する。この構成によれば、移行期間中に車両VAが他車両501から離れるように走行する。従って、運転者に安心感を与えることができる。更に、運転切替時点の後において、運転者は、操舵ハンドルSWを操作することなく、車両VAを他車両501から距離を空けて走行させることができる。
(作動)
第2装置の運転支援ECU10のCPUは、図7乃至図9、並びに、図14のルーチンを実行するようになっている。但し、本実施形態において、ステップ702の運転支援制御の実行条件が第1実施形態と異なる。更に、ステップ710における判定条件が第1実施形態と異なる。以下、この相違点のみを記述する。
CPUは、ステップ702にて、以下の条件1乃至条件3の総てが成立したときに実行条件が成立したと判定する。
(条件1):操作スイッチ70の操作により運転支援作動状態をオン状態にすることが選択されている。
(条件2):車速SPDが所定の車速以上である。
(条件3):左白線WL1及び右白線WL2が検出されている。
CPUは、ステップ710にて、以下の条件A乃至条件Cの総てが成立したときに、運転者が運転可能状態であると判定する。
(条件A):運転者が、上述した状態1及び状態2の何れかの状態である。
(条件B):運転者が、上述した状態3である。
(条件C):運転者が、以下の状態4である。
(状態4):運転者が、操舵ハンドルSWを把持している。なお、運転支援ECU10は、タッチセンサ14からの信号に基いて、運転者が操舵ハンドルSWを把持しているか否かを判定できる。
更に、CPUは、所定のタイミングになると、図14にフローチャートにより示した「LKA実行ルーチン」をステップ1400から開始する。CPUは、ステップ1401に進み、運転支援フラグX1の値が「1」であるか否かを判定する。運転支援フラグX1の値が「1」でない場合、CPUは、ステップ1401にて「No」と判定し、ステップ1495に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、運転支援フラグX1の値が「1」である場合、ステップ1401にて「No」と判定してステップ1402に進み、移行フラグX2の値が「0」であるか否かを判定する。移行フラグX2の値が「0」である場合、CPUは、ステップ1402にて「Yes」と判定して、以下のステップ1403、ステップ1405及びステップ1406の処理を順に行う。その後、CPUは、ステップ1495に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ1403:CPUは、前述のように、中央ラインLMを目標走行ラインTLとして設定する。
ステップ1405:CPUは、前述のように、LKA制御パラメータ(CL,dL,θL)を用いて目標操舵角θ*を演算する。
ステップ1406:CPUは、前述のように、操舵指令(目標操舵角θ*を含む)をステアリングECU40に送信することにより、操舵制御を実行する。
CPUがステップ1402に進んだ時点にて移行フラグX2の値が「0」でない場合、これは、現時点が移行期間中であることを示す。従って、CPUは、ステップ1402にて「No」と判定してステップ1404に進む。ステップ1404にて、CPUは、前述のように、中央ラインLMを特定区画線側にずらすことにより目標走行ラインTLを設定する。具体的には、CPUは、第1距離D1及び第2距離D2のうちの大きい方の距離に対応する白線を特定区画線として選択し、中央ラインLMを当該特定区画線側にずらすことにより目標走行ラインTLを設定する。
その後、CPUは、前述のように、ステップ1405及びステップ1406の処理を順に行う。その後、CPUは、ステップ1495に進んで本ルーチンを一旦終了する。
以上の構成によれば、第2装置は、運転切替要求が発生した時点まで使用されていた目標走行ライン(LM)を特定区画線側にずらすことにより、目標走行ラインTLを再設定する。この構成によれば、図4の状況において、運転切替時点にて、車両VAが、運転者がカーブの状況を認識し易い位置を走行する。更に、図5の状況において、運転切替時点にて、車両VAが、他車両501から離れた位置を走行する。
(第2装置の変形例1)
図15に示すように、車両VAが、2つの走行レーン(進行方向が同じ走行レーン)Ln3及びLn4が互いに隣接している道路を走行している。この場合、シフト距離Dofは、車両VAが隣りの走行レーンへ移動するような値に設定されてもよい。車両VAが走行レーンLn3を走行している場合、シフト距離Dofは、車両VAが隣接する走行レーンLn4へ移動するように設定されてもよい。この構成によれば、運転切替時点にて、車両VAが、運転者が左カーブの状況を認識し易い位置(左カーブにおける外側の走行レーンLn4内の位置)を走行する。
(第2装置の変形例2)
第2装置の構成は、LKAに限らず、所定の目標走行ラインに沿って車両が走行するように操舵角を自動的に変更する自動運転制御(LKAよりも高い自動運転レベルの制御)を実行する車両制御装置にも適用可能である。
(第2装置の変形例3)
第2装置は、運転支援作動状態をオン状態になった場合に、ACC及びLKAの両方を開始するが、ACCの作動状態及びLKAの作動状態が互いに独立してオン状態に変更できるように構成されてもよい。
なお、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
運転切替要求が発生するタイミングは、上述の例に限定されない。運転切替要求は、走行レーンが運転支援制御での走行で対応できる限界を超えるほどの曲率を有している場合(即ち、道路が急カーブである)、又は、走行レーンが運転支援制御での走行で対応できる限界を超えるほどの起伏を有している場合に発生してもよい。
10…運転支援ECU、20…エンジンECU、30…ブレーキECU、40…ステアリングECU、50…ナビゲーションECU、60…表示ECU。

Claims (6)

  1. 車両の周辺状況に関する情報である車両周辺情報を取得するように構成された情報取得装置と、
    運転支援作動状態がオン状態である場合に、前記車両の速度を制御する速度制御を少なくとも含む運転支援制御を実行するように構成された制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転支援作動状態を前記オン状態からオフ状態へと変更する要求である運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点から所定時間が経過した時点である運転切替時点にて、前記運転支援作動状態を前記オン状態から前記オフ状態へと変更するように構成され、
    前記制御装置は、
    前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点での前記車両周辺情報に基いて判定された前記車両の前方の状況に応じて、前記運転切替時点での目標速度を演算し、
    前記速度制御に代えて、前記運転切替時点にて前記車両の速度が前記目標速度に一致するように前記車両を減速させる減速制御を実行し、
    前記運転切替時点にて前記減速制御を終了させる
    ように構成された車両制御装置において、
    前記情報取得装置は、前記車両周辺情報として、前記車両が走行している走行レーンを規定する左区画線及び右区画線を含む画像データを取得し、
    前記制御装置は、前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点での前記車両の位置と、前記運転切替要求が発生した時点での前記画像データから認識される前記車両の進行方向に最遠の前記左区画線の端部との間の距離である第1距離、及び、前記運転切替要求が発生した時点での前記車両の位置と、前記運転切替要求が発生した時点での前記画像データから認識される前記車両の前記進行方向に最遠の前記右区画線の端部との間の距離である第2距離を演算し、
    前記第1距離と前記第2距離とのうちの小さい方の距離を距離パラメータとして選択し、
    前記距離パラメータを用いて前記目標速度を演算する
    ように構成された
    車両制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両制御装置において、
    前記制御装置は、前記運転支援制御として、前記車両が所定の目標走行ラインに沿って走行するように前記車両の操舵角を制御する操舵制御を更に実行するように構成され、
    前記制御装置は、
    前記運転支援作動状態がオン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点まで使用されていた前記目標走行ラインを特定区画線側にずらすことにより前記目標走行ラインを設定し、
    前記車両が前記目標走行ラインに沿って走行するように前記操舵制御を実行する
    ように構成され、
    前記特定区画線は、前記第1距離及び前記第2距離のうちの大きい方の距離に対応する区画線である
    両制御装置。
  3. 請求項1に記載の車両制御装置において、
    前記制御装置は、前記目標速度として、前記運転切替時点以降において運転者が前記車両を所定の減速度で減速させると仮定したとき、前記車両が前記運転切替要求が発生した時点の位置から前記距離パラメータだけ離れた位置に停止するような車速を設定するように構成された
    両制御装置。
  4. 情報取得装置と制御装置とを備える車両における制御方法であって、
    前記情報取得装置が、前記車両が走行している走行レーンの状況に関する情報である車両周辺情報を取得する情報取得ステップと、
    前記制御装置が、運転支援作動状態がオン状態である場合に、前記車両の速度を制御する速度制御を少なくとも含む運転支援制御を実行する制御ステップと、
    を含み、
    前記制御ステップは、
    前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転支援作動状態を前記オン状態からオフ状態へと変更する要求である運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点から所定時間後の運転切替時点にて、前記運転支援作動状態を前記オン状態から前記オフ状態へと変更するステップを含み、
    前記制御ステップは、更に、
    前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点での前記車両周辺情報に基いて判定された前記車両の前方の状況に応じて、前記運転切替時点での目標速度を演算するステップと、
    前記速度制御に代えて、前記運転切替時点にて前記車両の速度が前記目標速度に一致するように前記車両を減速させる減速制御を実行するステップと、
    前記運転切替時点にて前記減速制御を終了させるステップと
    を含む
    制御方法において、
    前記情報取得ステップは、前記車両周辺情報として、前記走行レーンを規定する左区画線及び右区画線を含む画像データを取得するステップを含み、
    前記制御ステップは、
    前記運転支援作動状態が前記オン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点での前記車両の位置と、前記運転切替要求が発生した時点での前記画像データから認識される前記車両の進行方向に最遠の前記左区画線の端部との間の距離である第1距離、及び、前記運転切替要求が発生した時点での前記車両の位置と、前記運転切替要求が発生した時点での前記画像データから認識される前記車両の前記進行方向に最遠の前記右区画線の端部との間の距離である第2距離を演算するステップと、
    前記第1距離と前記第2距離とのうちの小さい方の距離を距離パラメータとして選択するステップと、
    前記距離パラメータを用いて前記目標速度を演算するステップと
    を含む
    制御方法。
  5. 請求項4に記載の制御方法において、
    前記制御ステップは、前記運転支援制御として、前記車両が所定の目標走行ラインに沿って走行するように前記車両の操舵角を制御する操舵制御を更に実行するステップを更に含み、
    前記制御ステップは、
    前記運転支援作動状態がオン状態であり、且つ、前記運転切替要求が発生した場合、
    前記運転切替要求が発生した時点まで使用されていた前記目標走行ラインを特定区画線側にずらすことにより前記目標走行ラインを設定するステップと、
    前記車両が前記目標走行ラインに沿って走行するように前記操舵制御を実行するステップと
    を含み、
    前記特定区画線は、前記第1距離及び前記第2距離のうちの大きい方の距離に対応する区画線である
    制御方法。
  6. 請求項4に記載の制御方法において、
    前記制御ステップは、前記目標速度として、前記運転切替時点以降において運転者が前記車両を所定の減速度で減速させると仮定したとき、前記車両が前記運転切替要求が発生した時点の位置から前記距離パラメータだけ離れた位置に停止するような車速を設定するステップを含む
    制御方法。
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