JP7274117B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、車線内部分的自動走行システムにおけるオーバーライド機能に関する。

運転者の負担軽減、安全運転支援を目的とした種々の技術、例えば、車間距離制御システム（Adaptive Cruise Control System：ＡＣＣＳ）、車線維持支援システム（Lane Keeping Assistance System：ＬＫＡＳ）などが実用化されている。さらに、これらをベースにした「車線内部分的自動走行システム（Partially Automated in-lane Driving System：ＰＡＤＳ）」の実用化や国際規格化が進められている。

このような走行制御システムは、あくまでも運転支援を目的としたものであり、完全な自動運転とは異なる。運転者はハンドルに手を添えて何時でも手動運転できるように、運転状況を把握することが求められ、状況に応じて運転者の対応が必要であり、システム作動中であっても、運転者の操作介入によって手動運転に切替わるオーバーライド機能を備えている。特許文献１には、運転者により入力される操舵操作量の変化速度に応じて手動運転に移行する縮退制御量の変化速度（縮退速度）を決定するようにした車両の横方向運動制御装置が開示されている。

特開２０１２－９６５６９号公報

特許文献１では、操舵操作量の変化速度が大きい場合は、運転者が意図した操舵介入と見做して短時間で手動運転に移行し、操舵操作量の変化速度が小さい場合は比較的時間をかけて縮退制御され手動運転に移行する。しかしながら、操舵操作量の変化速度が大きい場合が、必ずしも運転者が意図した操舵介入であるとは限らないし、操舵操作量の変化速度に応じた縮退制御が車両の運動状態に適した制御であるとも限らない。

例えば、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）には、設計者の意図により、車線内部分的自動走行を実行可能な条件、運行設計領域（Operational Design Domain：ＯＤＤ）が定められており、車線内部分的自動走行機能作動中に、車両の走行条件がＯＤＤを逸脱した場合、ＡＣＣおよびＬＫＡは縮退制御モードに移行し、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止と操作引継要求（テークオーバーリクエスト）を運転者に通知して、数秒経過後にＡＣＣ・ＬＫＡＳ縮退制御を開始する。

ところが、ＯＤＤ逸脱によりＡＣＣおよびＬＫＡ機能停止と操作引継要求が運転者に通知された際に、通知に慌てた運転者の過剰な操舵操作によるＬＫＡオーバーライドや、過度のブレーキ操作／アクセル操作によるＡＣＣオーバーライドにより車両の挙動が不安定になることも想定される。

例えば、図６（ａ）に示すように、車両１が車線内部分的自動走行中に横方向から突風を受けてＬＫＡＳが作動不可となりＯＤＤを逸脱した場合、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止と操舵・制駆動の引継要求が運転者に通知されるが、通知に慌てた運転者が過度のブレーキ操作を行った場合（ＡＣＣブレーキオーバーライド）、図中符号ＯＢで示されるように、減速により挙動が不安定になる、後続車両３に接近するなどの虞がある。また、上記通知に慌てた運転者が過度のアクセル操作を行った場合（ＡＣＣアクセルオーバーライド）、図中符号ＯＡで示されるように、加速により先行車両２に接近する、車線を逸脱するなどの虞がある。

さらに、図６（ｂ）に示すように、上記通知に慌てた運転者が過度の右操舵を行った場合（ＬＫＡ右操舵オーバーライド）、図中符号ＯＲで示されるように、操舵により右車線逸脱する、先行車両２や後続車両４があればこれらに接近するなどの虞がある。また、上記通知に慌てた運転者が過度の左操舵を行った場合（ＬＫＡ左操舵オーバーライド）、図中符号ＯＬで示されるように、操舵により挙動が不安定になる、左車線逸脱するなどの虞がある。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、システム運行設計領域逸脱時のＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御への移行過程における過度な操作介入による加減速や車線逸脱を防止する車両の走行制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
自車走行レーンおよび該走行レーンを走行する他車を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
予め設定した目標車速または先行他車との目標車間距離を維持する速度制御と前記目標経路に自車を追従させる操舵制御を実行可能な車両制御部と、
を備えた車両の走行制御装置であって、
自車走行レーンに先行他車がいない場合は前記目標車速に従って定速走行を行い、先行他車がいる場合は前記目標車間距離を維持して追従走行を行うＡＣＣ機能と、
前記目標経路への追従制御により自車走行レーン内の走行を維持するＬＫＡ機能と、
運転者の操作介入によって前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能を停止させるオーバーライド機能と、
前記ＡＣＣ機能および／または前記ＬＫＡ機能のシステム運行設計領域逸脱時に、前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能の停止と操作引継を運転者に通知し、前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能を徐々に低下させる縮退制御を行う機能と、
を有するものにおいて、
前記システム運行設計領域逸脱時に、前記操作引継の通知と同時に、前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能を停止させる前記操作介入の判定基準となる前記各機能のオーバーライド閾値を、前記各機能がシステム運行設計領域内にある正常時よりも大きい値に変更する機能を有することを特徴とする。

本発明に係る車両の走行制御装置によれば、ＡＣＣ機能および／またはＬＫＡ機能のシステム運行設計領域逸脱時に、操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値が、前記各機能がシステム運行設計領域内にある正常時よりも大きい値に変更されるので、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告および操作引継通知に慌てた運転者が、過度の操作介入を行った場合にオーバーライドが回避され、ＡＣＣ機能およびＬＫＡ機能の縮退制御に移行でき、過度の操作介入に起因する加減速や操舵による車線逸脱を防止でき、円滑な操作引継を行う上で有利である。

車両の走行制御システムを示す概略図である。 車両の外界センサ群を示す概略的な平面図である。 車両の走行制御システムを示すブロック図である。 ＯＤＤ逸脱時の過度のアクセル／ブレーキオーバーライド防止制御を示すフローチャートである。 ＯＤＤ逸脱時の過度の順操舵／逆操舵オーバーライド防止制御を示すフローチャートである。 ＯＤＤ逸脱時の（ａ）過度のブレーキオーバーライドに伴う減速／過度のアクセルオーバーライドに伴う加速、（ｂ）過度の操舵オーバーライドに伴う車線逸脱を例示する概略平面図である。 ＯＤＤ逸脱時の（ａ）過度のブレーキオーバーライド／アクセルオーバーライド防止、（ｂ）過度の操舵オーバーライド防止を例示する概略平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る走行制御システムを備えた車両１は、エンジンや車体など一般的な自動車の構成要素に加え、従来運転者が行っていた認知・判断・操作を車両側で行うために、車両周囲環境を検知する外界センサ２１、車両情報を検知する内界センサ２２、速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、車間距離制御のためのＡＣＣコントローラ１４、車線維持支援制御のためのＬＫＡコントローラ１５、および、それらを統括し、経路追従制御を実施するための自動運転コントローラ１０を備えている。

速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群は、操舵制御のためのＥＰＳ（電動パワーステアリング）コントローラ３１、加減速度制御のためのエンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３を含む。ＥＳＰ（登録商標；エレクトロニックスタビリティプログラム）はＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を包括してスタビリティコントロールシステム（車両挙動安定化制御システム）を構成する。

外界センサ２１は、自車線および隣接車線を画定する道路上の区分線、自車周辺にある他車両や障害物、人物などの存在と相対距離を画像データや点群データとして自動運転コントローラ１０に入力するための複数の検知手段からなる。

例えば、図２に示すように、車両１は、前方検知手段２１１，２１２としてミリ波レーダ（２１１）およびカメラ（２１２）、前側方検知手段２１３および後側方検知手段２１４としてＬＩＤＡＲ（レーザ画像検出／測距）、後方検知手段２１５としてカメラ（バックカメラ）を備え、自車両周囲３６０度をカバーし、それぞれ自車前後左右方向所定距離内の車両や障害物等の位置と距離、区分線位置を検知できるようにしている。

内界センサ２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなど、車両の運動状態を表す物理量を計測する複数の検知手段からなり、図３に示すように、それぞれの測定値は、自動運転コントローラ１０、ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、および、ＥＰＳコントローラ３１に入力される。

自動運転コントローラ１０は、環境状態推定部１１、経路生成部１２、および、車両制御部１３を含み、以下に記載されるような機能を実施するためのコンピュータ、すなわち、プログラム及びデータを記憶したＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラム及びデータを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するＲＡＭ、および、入出力インターフェースなどで構成されている。

環境状態推定部１１は、ＧＰＳ等の測位手段２４を用いて自車の絶対位置を取得し、外界センサ２１に取得される画像データや点群データなどの外界データに基づいて自車線および隣接車線の区分線位置、他車位置および速度を推定する。また、内界センサ２２に計測される内界データより自車の運動状態を取得する。

経路生成部１２は、環境状態推定部１１で推定された自車位置から到達目標までの目標経路を生成する。また、地図情報２３を参照し、環境状態推定部１１で推定された隣接車線の区分線位置、他車位置および速度、自車の運動状態に基づいて、車線変更における自車位置から到達目標地点までの目標経路を生成する。

車両制御部１３は、経路生成部１２で生成された目標経路に基づいて目標車速および目標舵角を算出し、定速走行または車間距離維持・追従走行のための速度指令をＡＣＣコントローラ１４に送信し、経路追従のための操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に送信する。

なお、車速は、ＥＰＳコントローラ３１およびＡＣＣコントローラ１４にも入力される。車速により操舵トルクが変わるため、ＥＰＳコントローラ３１は、車速毎の操舵角－操舵トルクマップを参照して操舵機構４１にトルク指令を送信する。エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、ＥＰＳコントローラ３１により、エンジン４２、ブレーキ４３、操舵機構４１を制御することで、車両１の縦方向および横方向の運動が制御される。

（車線内部分的自動走行システムの概要）
次に、高速道路で先行車に追従しながら単一車線内を走行することを想定して、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）の概要を説明する。

車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）は、自動運転コントローラ１０とともにＡＣＣＳを構成するＡＣＣコントローラ１４およびＬＫＡＳを構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行可能となる。

車線内部分的自動走行システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（車線、自車位置、自車走行車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、単一車線内目標経路および目標車速を生成する。

自動運転コントローラ１０（車両制御部１３）は、自車位置と自車の運動特性、すなわち、車速Ｖで走行中に操舵機構４１に操舵トルクＴが与えられた時に生じる前輪舵角δによって、車両運動により生じるヨーレートγと横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の関係から、Δｔ秒後の車両の速度・姿勢・横変位を推定し、Δｔ秒後に横変位がｙｔとなるような操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に与え、Δｔ秒後に速度Ｖｔとなるような速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与える。

車線内部分的自動走行中は、外界センサ２１により自車線前方の先行車両および自車線の車線区分線を認識し、生成した目標経路に自車が追従するように常時監視している。特に、図７に示すように、自車速度に応じて設定される前方領域ＺＦ、後方領域ＺＲ、および、側方領域ＺＬを走行する他車両については未来位置および速度の予測がなされる。

ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、および、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、自動操舵とは無関係に独立して作動するが、車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）の作動中は、自動運転コントローラ１０からの指令入力でも作動可能になっている。

ＡＣＣコントローラ１４からの減速指令を受けたＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、アクチュエータに油圧指令を出し、ブレーキ４３の制動力を制御することで車速を制御する。また、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令を受けたエンジンコントローラ３２は、アクチュエータ出力（スロットル開度）を制御することで、エンジン４２にトルク指令を与え、駆動力を制御することで車速を制御する。

ＡＣＣ機能（ＡＣＣＳ）は、外界センサ２１を構成する前方検知手段２１１としてのミリ波レーダ、ＡＣＣコントローラ１４、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３等のハードウエアとソフトウエアの組合せで機能する。

すなわち、先行車がいない場合は、クルーズコントロールセット速度を目標車速として定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度がクルーズコントロールセット速度以下の場合）には、先行車速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従走行する。

ＬＫＡ機能（ＬＫＡＳ）は、外界センサ２１（カメラ２１２，２１５）に取得される画像データに基づき、自動運転コントローラ１０の環境状態推定部１１で車線区分線と自車位置を検知し、車線中央を走行できるように、ＬＫＡコントローラ１５およびＥＰＳコントローラ３１により操舵制御を行う。

すなわち、ＬＫＡコントローラ１５からの操舵角指令を受けたＥＰＳコントローラ３１は、車速－操舵角－操舵トルクのマップを参照して、アクチュエータ（ＥＰＳモータ）にトルク指令を出し、操舵機構４１が目標とする前輪舵角を与える。

車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）は、以上述べたようなＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（操舵制御、車線維持走行制御）を組み合わせることにより実施される。

（ＯＤＤ逸脱検出および監視）
車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）には、設計者の意図により、車線内部分的自動走行を実行可能な条件、システム運行設計領域（Operational Design Domain：ＯＤＤ）が規定されている。運行設計領域（ＯＤＤ）には以下のようなものがある。

・道路条件：高速道路（片側２車線以上、車線区分線が破線、本線、曲率３００Ｒ以上）、一般道（片側３車線以上、車線区分線が破線、車線幅３．２５ｍ以上、直線）、
・地理条件：都市部・山間部以外（ジオフェンス）
・環境条件：天候（晴天・曇天・無風）、時間帯（夜間制限）
・車両状態：車速（車速制限内）、縦・横加減速度（加減速度制限内）、その他のシステム限界内、システム障害無し、
・運転者状態：運転者異常無し、運転者誤操作無し、などである。

上記のうち、特に監視すべき条件としては、降雨、降雪、突風、横風のように急変する環境条件や路面変化（ウェット、積雪）があり、これらは前方検知手段２１２を構成するカメラの画像解析（例えば、降雨や降雪は路面の画像解析、横風は吹流しの画像解析）などから検出可能であり、また、路面変化や道路横勾配によってＥＳＰ（車両挙動安定化制御システム／横滑り防止装置）が作動した場合もＯＤＤ逸脱と判断される。

さらに、運転操作環境としては、ハンズオフ時間継続（ステアリングトルクセンサ）、シートベルト解除（シートベルトスイッチ）、ワイパー高速作動（ワイパースイッチ）、ドア開（ドアスイッチ）、システムオフ（システムオフスイッチ）、ギア段変更（ギアポジションスイッチ）が検出された場合もＯＤＤ逸脱と判断される。

車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）作動中において、環境状態推定部１１は、外界センサ２１を通じて取得される外界情報、内界センサ２２に取得される車両情報、地図情報２３、および、測位手段２４に取得される位置情報（自車の絶対位置）に基づいて、車両の走行状態や道路条件、地理条件、環境条件などが、ＯＤＤの範囲内に維持されているか否かを常時監視しており、ＯＤＤ逸脱が検出された場合には、システムから運転者に運転操作の権限を委譲し、車線内部分的自動走行から手動走行に移行する。

（オーバーライド機能）
車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）作動中において、縦方向制御システム（ＡＣＣＳ）、横方向制御システム（ＬＫＡＳ）の何れも運転者によるオーバーライドが可能になっている。

縦方向制御システム（ＡＣＣＳ）は、運転者のアクセルペダル操作によるエンジントルク要求、または、ブレーキペダル操作による減速度要求が、それぞれのオーバーライド閾値以上の場合にオーバーライドされる。これらのオーバーライド閾値は、運転者が意図をもって加減速操作を行ったと判断されるアクセル操作量（エンジントルク指令値）またはブレーキ操作量（ＥＳＰ油圧指令値）に設定され、かつ、何れも車両の加減速特性および走行状態に応じて設定される。

すなわち、ＡＣＣオーバーライドは、制御車速に対して運転者が加速または減速の意図をもってアクセルペダル操作またはブレーキペダル操作を行ったと判断される操作量または操作速度がアクセルペダルまたはブレーキペダルに与えられた場合に、ＡＣＣ制御を中止し、運転者のアクセルおよびブレーキ操作による走行に移行するものである。

横方向制御システム（ＬＫＡＳ）は、運転者の手動操舵３４による操舵トルクがオーバーライド閾値以上の場合にオーバーライドされる。この操舵介入によるオーバーライド閾値は、車両の操舵特性、走行状態に応じて設定される。

すなわち、操舵オーバーライドは、制御操舵トルクに対して運転者が順操舵または逆操舵の意図をもって操舵したと判断される操作量または操作速度がステアリングシステムに与えられた場合に、ＬＫＡ制御を中止し、運転者の手動操舵による走行に移行するものである。

（ＯＤＤ逸脱時におけるＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御モードへの移行）
ところで、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）作動中に、例えば突風の発生などによるＯＤＤ逸脱が検出された場合、ＡＣＣＳおよびＬＫＡＳが縮退制御モードに移行する。この際、先ず、運転者にＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告と操作引継要求（テークオーバーリクエスト）が通知され、所定の待機時間（例えば４秒）が経過した後、ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御が開始される。

ＡＣＣ縮退制御は、エンジンコントローラ３２に入力する加減速指令値（車速指令）を所定の傾きをもって０ｋｍ／ｈ／ｓまで徐々に低下させるとともに、ＥＳＰコントローラに入力する減速指令値を所定の傾きをもって０ｍ／ｓ^２まで徐々に低下させる。

ＬＫＡＳ縮退制御は、ＥＰＳコントローラに入力する操舵トルク指令値（操舵角指令）を所定の傾きをもって０Ｎｍまで徐々に低下させる。ＬＫＡＳおよびＡＣＣ縮退制御が終了した時点で、運転者に操舵操作およびアクセル／ブレーキ操作が引継される。

上記のように、車線内部分的自動走行機能作動中にＯＤＤ逸脱が検出された場合、ＡＣＣＳおよびＬＫＡＳが縮退制御モードに移行するが、その際に、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告・引継要求通知に慌てた運転者の過度の操舵介入（ＬＫＡオーバーライド）による車線逸脱や、過度のアクセル／ブレーキ操作介入（ＡＣＣオーバーライド）による加速／減速挙動を発生させる虞があることは既に述べた通りである。

（ＯＤＤ逸脱時の過操作防止機能）
そこで、本発明に係る自動運転コントローラ１０では、車線内部分的自動走行機能作動中にＯＤＤを逸脱する事象が検出された場合に、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止と操舵・制駆動の運転者への引継を行う際、車線内部分的自動走行機能停止（ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告）からＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止までの間（例えば、通知後４秒経過～ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御開始～ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御終了）は、ＡＣＣオーバーライド閾値およびＬＫＡオーバーライド閾値を、正常時よりも大きな値に変更する過操作防止機能を備えている。

ＯＤＤ逸脱時にＡＣＣオーバーライド閾値およびＬＫＡオーバーライド閾値を大きくすることにより、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告に慌てた運転者の過度のアクセル／ブレーキ操作介入または操舵介入によって、閾値変更前であれば加減速や車線逸脱につながるような大きな操作量が与えられた場合でもオーバーライド状態にならず、ＡＣＣ・ＬＫＡ制御が継続されることで、加減速や操舵が抑制され、車線逸脱などを回避できる。

１．ＡＣＣオーバーライド閾値
以下、先ず、ＡＣＣオーバーライド閾値の変更による過操作防止機能について述べる。ＬＫＡオーバーライド閾値の変更による過操舵防止機能については後述する。

（システムＯＤＤ内／正常時のアクセルオーバーライド閾値）
ＡＣＣ設定速度（クルーズコントロールセット速度または先行車追従速度）またはＡＣＣ設定加速度を保持するためのエンジントルク指令値よりも運転者のアクセル踏込によるエンジントルク指令値が大きい場合、アクセルオーバーライドとなり、運転者のアクセル操作が優先される。閾値は車速・ギア段に応じて設定されたエンジントルクマップにより求められ、ＡＣＣ設定速度に対して、例えば速度４ｋｍ／ｈ相当の加速を与えるエンジントルク指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．３ｍ／ｓ^２相当の加速度となるエンジントルク指令値を閾値Ｔｄとする。

（システムＯＤＤ内／正常時のブレーキオーバーライド閾値）
ＡＣＣ設定速度（クルーズコントロールセット速度または先行車追従速度）またはＡＣＣ設定加速度に対して減速となるＥＳＰ油圧指令が運転者のブレーキ踏込によって与えられた場合、ブレーキオーバーライドとなり、運転者のブレーキ操作が優先される。ＡＣＣ設定速度に対して、例えば速度２ｋｍ／ｈ相当の減速となるＥＳＰ油圧指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．２ｍ／ｓ^２相当の減速度となるＥＳＰ油圧指令値を閾値Ｐｄとする。

（ＯＤＤ逸脱時のアクセルオーバーライド閾値）
正常時のＡＣＣアクセルオーバーライド閾値より大きな値、好適には、正常時のＡＣＣアクセルオーバーライド閾値の１２０％~２５０％、さらに好適には１５０％~２２０％の範囲から選定される。例えば、ＡＣＣ設定速度に対して、速度８ｋｍ／ｈ相当の加速を与えるエンジントルク指令値またはＡＣＣ設定加速度に対して０．６ｍ／ｓ^２相当の加速度となるエンジントルク指令値を閾値Ｔｏとする。

（ＯＤＤ逸脱時のブレーキオーバーライド閾値）
正常時のＡＣＣブレーキオーバーライド閾値より大きな値、好適には、正常時のＡＣＣブレーキオーバーライド閾値の１２０％~２５０％、さらに好適には１５０％~２２０％の範囲から選定される。例えば、ＡＣＣ設定速度に対して速度４ｋｍ／ｈ相当の減速となるＥＳＰ油圧指令値、または、ＡＣＣ設定加速度に対して０．４ｍ／ｓ^２相当の減速度となるＥＳＰ油圧指令値を閾値Ｐｏとする。

（ＯＤＤ逸脱時のＡＣＣオーバーライド閾値変更フロー）
次に、ＯＤＤ逸脱時のフローについて図４を参照しながら説明する。

（１．１）車線内部分的自動走行システムによる走行（ＰＡＤＳ走行）
運転者の操作によりＰＡＤＳ走行が選択されると、ＡＣＣＳおよびＬＫＡＳがシステムチェックを経て起動され、ＰＡＤＳ走行中であることがメーターパネル内などに表示される（ステップ１００）。ＰＡＤＳ走行では、ＡＣＣＳおよびＬＫＡＳが連動して、目標速度（クルーズコントロールセット速度）にて単一車線内を維持して定速走行、または、所定車間距離を維持して追従走行する。この場合、車線内目標経路は、車線区分線中央または左右車線区分線から所定のオフセット距離などに設定される。

（１．２）ＯＤＤ逸脱判定
ＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中は、外界センサ２１を通じて取得される外界情報、内界センサ２２に取得される車両情報、地図情報２３、および、測位手段２４に取得される位置情報に基づいて、周囲環境および車両状態がＯＤＤ内にあるか否かが、環境状態推定部１１により常時監視される（ステップ１０１）。

（１．３）ＯＤＤ逸脱
ＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中に、例えば、図６に示したように、横方向から突風を受けたり、路面変化によりＥＳＰが作動したり、あるいは、ハンズオフ時間継続がステアリングトルクセンサに検出されたりすることにより、ＯＤＤ逸脱と判定された場合、ＯＤＤ逸脱フラグが立てられる（ステップ１０２）。

（１．４）ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告・操作引継通知
同時に、ヘッドアップディスプレイやメーターパネル内の表示や音声によって、ＯＤＤ逸脱によるＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告と操作引継が運転者に通知される。これと同時に、ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御に移行するまでの待機時間（例えば４秒）のカウントが開始される。

（１．５）ＡＣＣオーバーライド閾値の変更
同時に、システムＯＤＤ内／正常時のＡＣＣのアクセルオーバーライド閾値Ｔｄおよびブレーキオーバーライド閾値Ｐｄが、それぞれ、ＯＤＤ逸脱時のアクセルオーバーライド閾値Ｔｏ（Ｔｏ＞Ｔｄ）およびブレーキオーバーライド閾値Ｐｏ（Ｐｏ＞Ｐｄ）に変更される（ステップ１０３）。

（１．６）アクセル・ブレーキ操作有無判定
この時点ではまだＡＣＣ作動中であり、運転者によるアクセル操作またはブレーキ操作の有無が、アクセルおよびブレーキペダルに取り付けられたポジションセンサにより判定される（ステップ１０４）。

（１．７）加減速要求判定
運転者によるアクセル操作またはブレーキ操作が検出された場合、運転者のオーバーライドが加速要求なのか、減速要求なのか判定される（ステップ１０５）。

（１．８）アクセルオーバーライド判定
加速要求の場合には、運転者のアクセル踏込によるエンジントルク指令値がオーバーライド閾値Ｔｏと比較される（ステップ１０６）。
ｉ）エンジントルク指令値Ｔ＞オーバーライド閾値Ｔｏの場合には、アクセルオーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行に移行する。
ｉｉ）エンジントルク指令値Ｔ≦Ｔｏの場合には、オーバーライドせず、ＡＣＣ・ＬＫＡ走行が継続される。

（１．９）ブレーキオーバーライド判定
減速要求の場合には、運転者のブレーキ踏込によるＥＳＰ油圧指令値がオーバーライド閾値Ｐｏと比較される（ステップ１０７）。
ｉ）ＥＳＰ油圧指令値Ｐ＞Ｐｏの場合には、ブレーキオーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行に移行する。
ｉｉ）ＥＳＰ油圧指令値Ｐ≦Ｐｏの場合には、オーバーライドせず、ＡＣＣ・ＬＫＡ走行が継続される。

（１．１０）引継経過時間の判定～ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御開始
ＡＣＣ・ＬＫＡ走行が継続されている場合、上記ステップ１０２でＡＣＣ・ＬＫＡ引継予告を通知してからの経過時間のカウントが継続され（ステップ１０８）、待機時間（４秒）が経過した時点でＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御が開始される（ステップ１１０）。

ＡＣＣ縮退制御：エンジンコントローラ３２に入力する加減速指令値（車速指令）を所定の傾きで０ｋｍ／ｈ／ｓまで徐々に低下させるとともに、ＥＳＰコントローラ３３に入力する減速指令値を所定の傾きで０ｍ／ｓ^２まで低下させる。
ＬＫＡ縮退制御：ＥＰＳコントローラに入力する操舵トルク指令値を所定の傾きをもって０Ｎｍまで徐々に低下させる。

（１．１１）ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御終了～ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止・操作引継
ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御が終了すると、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能が停止され、運転者への操作引継が行われ（ステップ１１１）、運転者のアクセル／ブレーキ操作と操舵による手動走行に移行する（ステップ１１２）。

２．ＬＫＡオーバーライド閾値
以下、ＬＫＡオーバーライド閾値変更による過操舵防止機能について述べる。

（システムＯＤＤ内／正常時の操舵オーバーライド閾値）
システムＯＤＤ内にある正常動作時の順操舵オーバーライド閾値は、ｔ秒後に仮想横位置に到達するための仮想横変位ｙ′ｔがｙｔ＋α（但し、αは車速に基づいて決定される定数）となるような操舵角に相当する操舵トルク（車速－操舵角－操舵トルクマップから算出した操舵トルク）が順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｄとして設定される。

逆操舵の場合は、ｔ秒後に仮想横位置に到達するための仮想横変位ｙｔがｙｔ十α（但し、αは車速に基づいて決定される定数）となるような操舵角を操舵トルクに換算した値（操舵トルク目標値）に対して、操舵トルクを減少させる方向に印加される、微小でないと判断（操舵角、操舵角速度などで判断）できる値が逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｄとして設定される。

（ＯＤＤ逸脱時の操舵オーバーライド閾値）
順操舵オーバーライド閾値は、システムＯＤＤ内／正常時の仮想横変位ｙｔに対して、ＯＤＤ逸脱時の仮想横変位ｙ″ｔ（＝ｙｔ十β、但しβ＞α）と車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏとして設定される。

逆操舵オーバーライド閾値は、システムＯＤＤ内／正常時の仮想横変位ｙｔに対して、ＯＤＤ逸脱時の仮想横変位ｙ″ｔ（＝ｙｔ－γ、但しγは操舵トルクＸ′Ｎｍに相当する横変位より大きい）と車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏとして設定される。

（ＯＤＤ逸脱時のＬＫＡオーバーライド閾値変更フロー）
次に、ＯＤＤ逸脱時のＬＫＡオーバーライド閾値変更フローについて図５を参照しながら説明する。基本的な流れは上述したＡＣＣオーバーライド閾値変更による過操作防止機能と同様である。

（２．１）車線内部分的自動走行システムによる走行（ＰＡＤＳ走行）
運転者の操作によりＰＡＤＳ走行が選択されると、ＡＣＣＳおよびＬＫＡＳがシステムチェックを経て起動され、ＰＡＤＳ走行中であることがメーターパネル内などに表示される（ステップ２００）。ＰＡＤＳ走行では、ＡＣＣＳおよびＬＫＡＳが連動して、目標速度（クルーズコントロールセット速度）にて単一車線内を維持して定速走行、または、所定車間距離を維持して追従走行する。この場合、車線内目標経路は、車線（走行レーン）中央または左右何れかの車線区分線から所定のオフセット距離などによって設定される。

（２．２）ＯＤＤ逸脱判定
ＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中は、外界センサ２１を通じて取得される外界情報、内界センサ２２に取得される車両情報、地図情報２３、および、測位手段２４に取得される位置情報に基づいて、周囲環境および車両状態がＯＤＤ内にあるか否かが、環境状態推定部１１により常時監視される（ステップ２０１）。

（２．３）ＯＤＤ逸脱
ＰＡＤＳ（ＡＣＣＳ・ＬＫＡＳ）走行中に、例えば、図６に示したように、横方向から突風を受けたり、路面変化によりＥＳＰが作動したり、あるいは、ハンズオフ時間継続がステアリングトルクセンサに検出されたりすることにより、ＯＤＤ逸脱と判定された場合、ＯＤＤ逸脱フラグが立てられる（ステップ２０２）。

（２．４）ＯＤＤ逸脱通知、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止・引継予告
同時に、ヘッドアップディスプレイやメーターパネル内の表示や音声によって、ＯＤＤ逸脱事象の発生とＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止・操作引継予告が運転者に通知される。これと同時に、ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御に移行するまでの待機時間（例えば４秒）のカウントが開始される。

（２．５）ＬＫＡオーバーライド閾値の変更
同時に、システムＯＤＤ内／正常時の操舵オーバーライド閾値（順方向Ｔ１ｄ、逆方向Ｔ２ｄ）が、ＯＤＤ逸脱時の操舵オーバーライド閾値（順方向Ｔ１ｏ、逆方向Ｔ２ｏ）に変更される（ステップ２０３）。
すなわち、この時点における横移動距離ｙｔと車両の運動特性から算出される操舵角を操舵トルクに換算した値が計算され、ＯＤＤ逸脱時の操舵オーバーライド閾値（順方向Ｔ１ｏ、逆方向Ｔ２ｏ）がセットされる。

（２．６）手動操舵有無判定
同時に、ＥＰＳコントローラ３１付帯のトルクセンサにより、手動操舵３４の有無が判定される（ステップ２０４）。

（２．７）操舵方向判定
ＥＰＳコントローラ３１付帯のトルクセンサの検出値から、手動操舵ありと判断された場合、手動操舵３４の操舵方向が判定される（ステップ２０５）。

操舵方向の判定は、上記ステップ２０３で計算された操舵トルク値に対して、操舵トルクを増加させる方向に印加された場合は順操舵と判定され、操舵トルクを減少させる方向に印加された場合は逆操舵と判定される。

（２．８）オーバーライド判定
手動操舵３４の操舵トルクがオーバーライド閾値を超えているか否か判定される。
（２．８－１）順操舵オーバーライド判定
操舵方向判定で順操舵と判定された場合は、操舵トルクが順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏと比較される（ステップ２０６）。
ｉ）操舵トルク＞順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏであれば、オーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行となる。
ｉｉ）操舵トルク＜順操舵オーバーライド閾値Ｔ１ｏであれば、オーバーライドせず、ＡＣＣ・ＬＫＡ走行が継続される。

（２．８－２）逆操舵オーバーライド判定
操舵方向判定で逆操舵と判定された場合は、操舵トルクが逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏと比較される（ステップ２０７）。
ｉ）操舵トルク＞逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏであれば、オーバーライドと判定され、即時オーバーライドして手動走行となる。
ｉｉ）操舵トルク＜逆操舵オーバーライド閾値Ｔ２ｏであれば、オーバーライドせず、ＡＣＣ・ＬＫＡ走行が継続される。

（２．９）引継経過時間の判定～ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御開始
ＡＣＣ・ＬＫＡ走行が継続されている場合、上記ステップ２０２でＡＣＣ・ＬＫＡ引継予告を通知してからの経過時間のカウントが継続され（ステップ２０８）、待機時間（４秒）が経過した時点でＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御が開始される（ステップ２１０）。

ＡＣＣ縮退制御：エンジンコントローラ３２に入力する加減速指令値（車速指令）を所定の傾きで０ｋｍ／ｈ／ｓまで徐々に低下させるとともに、ＥＳＰコントローラ３３に入力する減速指令値を所定の傾きで０ｍ／ｓ^２まで低下させる。
ＬＫＡ縮退制御：ＥＰＳコントローラに入力する操舵トルク指令値を所定の傾きをもって０Ｎｍまで徐々に低下させる。

（２．１０）ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御終了～ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止・操作引継
ＡＣＣ・ＬＫＡ縮退制御が終了すると、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能が停止され、運転者への操舵引継が行われ（ステップ２１１）、運転者のアクセル／ブレーキ操作と操舵による手動走行に移行する（ステップ２１２）。

以上のようなオーバーライド閾値の変更によって、ＯＤＤ逸脱時の過操舵によるオーバーライドは基本的に防止できるが、上述したオーバーライド判定（ステップ２０６，２０７）において、手動操舵がオーバーライド閾値以上であれば、ＬＫＡ機能が手動操舵でオーバーライドされることになる。

そこで、ＯＤＤ逸脱時におけるオーバーライド閾値の変更（ステップ２０３）の際に、ＥＰＳコントローラ３１において車速に応じて設定される（車速に逆比例する／車速上昇に伴い降下する）操舵トルクまたは操舵角の上限値をシステムＯＤＤ内の正常動作時よりも低い値にすることで、手動操舵によってオーバーライドされた場合における過操舵を防止できる。

また、ＯＤＤ逸脱時におけるオーバーライド閾値の変更（ステップ２０３）の際に、ＥＰＳコントローラ３１において手動操舵の操舵ゲインを小さい値に変更することで、手動操舵によってオーバーライドされた場合にも、その操舵量が操舵トルクに部分的に反映されるようにすることもできる。

（作用と効果）
以上詳述したように、本発明に係る車両の走行制御装置は、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）作動中にＯＤＤ逸脱となる事象が発生した場合に、ＡＣＣ機能およびＬＫＡ機能を停止させる操作介入の判定基準となるオーバーライド閾値が、システムＯＤＤ内にある正常時よりも大きい値に変更されるように構成されている。

この構成により、図７（ａ）に示すように、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止告知および操作引継通知に慌てた運転者が過度のブレーキ操作やアクセル操作を行った場合でもＡＣＣオーバーライドが回避され、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能が継続された状態で縮退制御（Ｆｂ）に移行でき、過度の操作介入に起因する加速（ＯＡ）や減速（ＯＢ）とそれに伴う他車両３，４との接近を防止できる。

また、図７（ｂ）に示すように、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止告知および操作引継通知に慌てた運転者が過度の操舵操作を行った場合でもＬＫＡオーバーライドが回避され、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能が継続された状態で縮退制御（Ｆｂ）に移行でき、過度の操舵介入に起因する右車線逸脱（ＯＲ）や左車線逸脱（ＯＬ）とそれに伴う他車両４との接近を防止できる。

また、ＯＤＤ逸脱時におけるオーバーライド閾値が、ＡＣＣ・ＬＫＡ機能停止予告と操作引継の通知から縮退制御の終了まで維持されることで、ＬＫＡ機能による操舵制御とＡＣＣ機能による加減速制御が部分的に作用している状態で徐々に操作引継でき、円滑な操作引継を行えることに加えて、ＡＣＣ・ＬＫＡ縮過制御が終了して手動走行に移行した時点で正常時のオーバーライド閾値に戻ることで、システムがＯＤＤ内に復帰した場合に、直ちに正常時の操作介入でオーバーライド可能な状態となる。

なお、上記実施形態では、ＡＣＣオーバーライド閾値の変更とＬＫＡオーバーライド閾値の変更を個別のフローチャート（図４，図５）で示したが、これらを合体させて１つのフローとして記載することもでき、その場合、ステップ１０４とステップ２０４を合体させて３分岐としても良いし、ステップ１０４の前、または、後にステップ２０４を記載することもできる。

また、ＡＣＣオーバーライド閾値の変更、ＬＫＡオーバーライド閾値の変更の何れか一方のみを適用する形態、アクセルオーバーライド閾値、ブレーキオーバーライド閾値の何れか一方のみを適用する形態、順操舵オーバーライド閾値、逆操舵オーバーライド閾値の何れか一方のみを適用する形態でも実施可能であるが、上述したように、同時並行して全ての閾値変更を実施することが好ましい。

上記実施形態では、アクセルオーバーライド閾値が運転者のアクセルペダル操作によるエンジントルク要求に基づいて設定される場合について述べたが、アクセルオーバーライド閾値を運転者のアクセルペダル踏込量すなわちアクセルペダルポジションに基づいて設定されるように構成することもできる。

同様に、上記実施形態では、ブレーキオーバーライド閾値が運転者のブレーキペダル操作による減速度要求に基づいて設定される場合について述べたが、運転者のプレーキペダル踏込量すなわちプレーキペダルポジションに基づいて設定されるように構成することもできる。

また、上記実施形態では、操舵オーバーライド閾値が操舵トルクに基づいて設定される場合を示したが、操舵角（ステアリング角）や操舵角速度などに基づいて設定されるように構成することもできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１０ 自動運転コントローラ
１１ 環境状態推定部
１２ 経路生成部
１３ 車両制御部
１４ ＡＣＣコントローラ
１５ ＬＫＡコントローラ
２１ 外界センサ
２２ 内界センサ
３１ ＥＰＳコントローラ
３２ エンジンコントローラ
３３ ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ
３４ 手動操舵（ハンドル）
４１ 操舵機構
４２ エンジン
４３ ブレーキ

Claims (6)

1. 自車走行レーンおよび該走行レーンを走行する他車を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
   前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
   予め設定した目標車速または先行他車との目標車間距離を維持する速度制御と前記目標経路に自車を追従させる操舵制御を実行可能な車両制御部と、
   を備えた車両の走行制御装置であって、
   自車走行レーンに先行他車がいない場合は前記目標車速に従って定速走行を行い、先行他車がいる場合は前記目標車間距離を維持して追従走行を行うＡＣＣ機能と、
   前記目標経路への追従制御により自車走行レーン内の走行を維持するＬＫＡ機能と、
   運転者の操作介入によって前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能を停止させるオーバーライド機能と、
   前記ＡＣＣ機能および／または前記ＬＫＡ機能のシステム運行設計領域逸脱時に、前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能の停止と操作引継を運転者に通知し、前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能を徐々に低下させる縮退制御を行う機能と、
   を有するものにおいて、
   前記システム運行設計領域逸脱時に、前記操作引継の通知と同時に、前記ＡＣＣ機能および前記ＬＫＡ機能を停止させる前記操作介入の判定基準となる前記各機能のオーバーライド閾値を、前記各機能がシステム運行設計領域内にある正常時よりも大きい値に変更する機能を有することを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 前記システム運行設計領域逸脱は、前記環境状態推定部に取得される車両状態、前記周囲認識機能により前記環境状態推定部に取得される路面変化を含む環境条件、または、地図情報と測位手段により前記環境状態推定部に取得される道路条件が、システム運行設計領域から逸脱したことをもって判断されることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
3. 前記システム運行設計領域逸脱は、ハンズオフ時間継続、シートベルト解除、ワイパー高速作動、ドア開、システムオフ、および、ギア段変更からなる運転操作環境条件の少なくとも１つが検出されたことをもって判断されることを特徴とする請求項１記載の車両の走行制御装置。
4. 前記オーバーライド閾値は、アクセル操作介入の判定基準となるアクセルオーバーライド閾値、および、ブレーキ操作介入の判定基準となるブレーキオーバーライド閾値からなるＡＣＣオーバーライド閾値を含むことを特徴とする請求項１～３の何れか一項記載の車両の走行制御装置。
5. 前記オーバーライド閾値は、操舵操作介入の判定基準となる順操舵オーバーライド閾値、および、逆操舵オーバーライド閾値からなるＬＫＡオーバーライド閾値を含むことを特徴とする請求項１～４の何れか一項記載の車両の走行制御装置。
6. 前記システム運行設計領域逸脱時における前記オーバーライド閾値は、前記ＡＣＣ機能およびＬＫＡ機能の停止と操作引継の通知から前記縮退制御の終了まで維持されるように構成されていることを特徴とする請求項１～５の何れか一項記載の車両の走行制御装置。

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