JP7491291B2 - 運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、前記車両の速度を制御する運転支援装置、運転支援方法及び運転支援プログラムに関する。

従来、車両に搭載され、前記車両（自車両）の速度を制御する運転支援装置（以下、「従来装置」と称呼する。）が知られている（例えば、下記特許文献１を参照。）。具体的には、従来装置は、自車両の前方に他車両（先行車両）が存在しないとき、自車両の速度が所定の第１速度に一致するように、エンジン、ブレーキなどを制御する速度制御装置を備える。さらに、従来装置は、自車両の前景を撮影して、その画像データを出力する撮像装置、及びその画像データを解析して、自車両の前方の信号機の灯火色を判定（認識）する画像解析装置を備える。速度制御装置は、自車両が信号機を通過する際、画像解析装置の解析結果に従って、自車両の速度を制御する。

画像解析装置は、撮像装置の画角（視野）内に信号機が入ったとき、その信号機の灯火色の判定を試みる。その時点で画像解析装置が信号機の灯火色を判定不能である場合、速度制御装置は、自車両を減速させる。その際の加速度（負値）の大きさ（絶対値）は、比較的小さい。そして、自車両が信号機に接近して、画像解析装置が信号機の灯火色を判定可能になると、速度制御装置は、その判定結果に従って、自車両の速度を制御する。具体的には、信号機の灯火色が「黄」又は「赤」であるとき、自車両をさらに減速させて自車両を信号機の手前で停止させる。一方、信号機の灯火色が「緑」である場合、速度制御装置は、自車両を定速走行させて、信号機を通過させる。

特許６５５２０６４号公報

ここで、自車両が、その前方に位置する直近の第１信号機と、さらにその前方に隣接する第２信号機とをこの順に通過する場面を想定する。この事例において、従来装置の撮像装置の画角内に第１信号機が入った時点で画像解析装置が第１信号機の灯火色を判定不能である場合、速度制御装置は、自車両を減速させる。その後、画像解析装置が、「第１信号機の灯火色は「緑」である」と判定すると、速度制御装置は、自車両を定速走行させて、第１信号機を通過させる。自車両が第１信号機を通過した時点にて撮像装置の画角内に第２信号機が入っていない場合、速度制御装置は、自車両を加速させる。自車両が進行してカメラの画角内に第２信号機が入り、画像解析装置がその時点で第２信号機の灯火色を判定不能であると、速度制御装置は、再び自車両を減速させる。ここで、第１信号機と第２信号機との距離が比較的小さい場合、自車両の加速と減速とが比較的短い期間内に繰り返されるので、車両の乗員が不快に感じる虞がある。

本発明の目的の一つは、車両の乗員の不快感を低減できる運転支援装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の運転支援装置（１）は、自車両（Ｖ）に搭載される。
運転支援装置は、
自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第１目標値（Ｖｄ）に一致するように自車両の駆動装置（２０）及び制動装置（３０）を制御する速度制御装置（１０）と、
自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機（Ｓ１，Ｓ２）の灯火色を認識する信号認識装置（５３）と、
自車両及び信号機の位置をそれぞれ検出する位置検出装置（５５）と、
を備え、
前記信号認識装置は、自車両の前方に位置する信号機との距離が第１所定値（Ｌｒ）以下である場合に前記信号機の灯火色を認識可能であり、
前記速度制御装置は、
自車両の前方に位置する直近の信号機である第１信号機（Ｓ１）までの距離が前記第１所定値である第１地点（Ｐｒ１）に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第１目標値よりも低速である第２目標値（Ｖ１）以下であるように、前記第１地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御し、さらに、
前記信号認識装置が前記第１信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第１信号機（Ｓ１）と当該第１信号機の前方に隣接する第２信号機（Ｓ２）との距離（ＤＳ）が所定の閾値（ＤＳｔｈ）以下である場合、前記信号認識装置が前記第２信号機の灯火色を認識するまで、前記第２目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する、ように構成されている。

本発明に係る運転支援装置の速度制御装置は、第１信号機の灯火色が「緑」である場合であって、且つ第１信号機と第２信号機との距離が比較的短い場合（所定値以下である場合）、速度制御装置は、信号認識装置が第２信号機の灯火色を認識するまで、自車両を定速走行（加速抑制）させる。したがって、第１信号機と第２信号機との間隔が比較的短い場合に加速と減速とが繰り返されることを抑制できる。よって、本発明によれば、車両の乗員の不快感を低減できる。

本発明の一態様に係る運転支援装置において、
前記速度制御装置は、前記第１地点に到達した時点における自車両の速度が前記第２目標値に一致するように、前記第１地点の手前における所定の地点から所定の加速度にて自車両を減速させる。

その一態様に係る運転支援装置において、前記速度制御装置は、現在の車速（V０）から前記所定の加速度（ａ１）にて減速した場合に車速が前記第２目標値（Ｖ１）に一致するまでに車両が進行する距離（Ｌ０）を計算し、前記第１地点から前記計算した距離だけ手前に位置する地点を前記所定の地点（Ｐｓｄ）として決定する、ように構成されている。

そして、これらの場合、前記所定の加速度の大きさが０．１Ｇ（Ｇ：重力加速度）以下であるとよい。

上記の従来装置において、カメラは、その画角（フレーム）内に信号機が入ったことを認識したとき、その信号機の灯火色の判定を開始し、灯火色を判定できなかった場合に、運転支援ＥＣＵは、車両を緩やかに減速させる。そして、その後にカメラが信号機の灯火色を判定できた時点で、速度制御装置は、その灯火色に応じて、車両を加速、減速、又は定速走行させる。よって、例えば、信号機の手前にて道路が大きく湾曲している場合において、車両と信号機との距離が比較的小さくなってから信号機がカメラの画角内に入った場合、運転支援ＥＣＵは、車両を停止させるために比較的大きな加速度にて減速させる。

これに対し、本態様に係る運転支援装置の速度制御装置は、カメラの画角内に信号機が入ったか否かに拘わらず、自車両から自車両前方の直近の第１信号機までの距離（走行距離）が第１所定値である第１地点に到達するよりも前から、車両を緩やかに減速させる。したがって、自車両と信号機との距離が比較的小さくなった時点で信号機がカメラの画角内に入ったとしても、その時点では、自車両の速度が比較的低速である。そのため、その時点で信号機の灯火色が「黄」又は「赤」であったとしても、速度制御装置は、比較的小さい加速度（乗員に不快感を生じさせない程度の加速度）にて、自車両を減速させて、信号機の手前にて自車両を停止させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る運転支援装置のブロック図である。 図２は、定速走行制御の概略を示す平面図である。 図３は、減速開始地点から車両が減速される様子を示すグラフである。 図４は、車速（初速Ｖ０）と減速開始地点との関係を示すグラフである。 図５は、認識可能地点Ｐｒ１において信号機Ｓ１の灯火色が「黄」又は「赤」である場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図６は、認識可能地点Ｐｒ１において信号機Ｓ１の灯火色が「緑」であって、信号機Ｓ１と信号機Ｓ２との距離が比較的大きい場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図７は、認識可能地点Ｐｒ１において信号機Ｓ１の灯火色が「緑」であって、信号機Ｓ１と信号機Ｓ２との距離が比較的小さい場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図８は、認識可能地点Ｐｒ１において信号機Ｓ１の灯火色を判定できず、その後に判定できた灯火色が「緑」であって、且つ信号機Ｓ１と信号機Ｓ２との距離が比較的大きい場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図９は、認識可能地点Ｐｒ１において信号機Ｓ１の灯火色を判定できず、その後に判定できた灯火色が「緑」であって、且つ信号機Ｓ１と信号機Ｓ２との距離が比較的小さい場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図１０Ａは、車速Ｖｓが目標値Ｖ１を超えることなく、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した場合であって、信号機Ｓ１の灯火色が「緑」であり、且つ信号機間の距離が比較的長い場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図１０Ｂは、車速Ｖｓが目標値Ｖ１を超えることなく、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した場合であって、信号機Ｓ１の灯火色が「黄」又は「赤」である場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図１０Ｃは、車速Ｖｓが目標値Ｖ１を超えることなく、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した場合であって、信号機Ｓ１の灯火色が「緑」であり、且つ信号機間の距離比較手ｋい短い場合の車速Ｖｓの変化を示すグラフである。 図１１は、定速走行プログラムのフローチャートである。

（構成の概略）
図１に示したように、本発明の一実施形態に係る運転支援装置１は、車両Ｖに搭載される。運転支援装置１は、詳しくは後述するように、車両Ｖに搭載されたセンサから取得した情報に基づいて、車両Ｖが定速で走行又は先行車両に追従して走行するように、車両Ｖのエンジン、ブレーキなどを制御する。以下、この制御を「クルーズ制御」と称呼する。なお、運転支援装置１が搭載された車両は、他の車両と区別するために「自車両」と称呼される場合がある。

（具体的構成）
図１に示したように、運転支援装置１は、運転支援ＥＣＵ１０、駆動装置２０、制動装置３０、シフト切替装置４０、周囲センサ５０及び操作スイッチ６０を備えている。

運転支援ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１０ａ、ＲＡＭ１０ｂ、ＲＯＭ１０ｃなどを含むマイクロコンピュータを備える。なお、本明細書において、「ＥＣＵ」は電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を意味し、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを含むマイクロコンピュータを含む。ＣＰＵはＲＯＭに格納されたインストラクショ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、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、他のＥＣＵ（後述するエンジンＥＣＵ２１、ブレーキＥＣＵ３１及びＳＢＷ・ＥＣＵ４１と相互に情報を送信可能及び受信可能に接続されている。

駆動装置２０は、駆動力を発生させ、当該駆動力を車輪（左前輪、右前輪、左後輪及び右後輪）のうちの駆動輪に付与する。駆動装置２０は、エンジンＥＣＵ２１、エンジンアクチュエータ２２、内燃機関２３、変速機２４、駆動力を車輪に伝達する図示しない駆動力伝達機構などを含む。エンジンＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエータ２２に接続されている。エンジンアクチュエータ２２は、内燃機関２３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ＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエータ２２を駆動することによって、内燃機関２３が発生するトルクを変更することができる。内燃機関２３が発生するトルクは、変速機２４及び駆動力伝達機構（例えば、ドライブシャフト）を介して駆動輪に伝達されるようになっている。上記のように、エンジンＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエータ２２を制御することによって、車両Ｖの駆動力を制御する。

なお、運転支援装置１が適用される車両Ｖが、ハイブリッド車両（ＨＥＰＶＥＨＶ）或いは電気車両（ＥＶ）である場合、エンジンＥＣＵ２１は、車両駆動源としての「内燃機関及び電動機」の何れか一方又は両方によって発生する車両の駆動力を制御することができる。

制動装置３０は、車輪に対して制動力を付与する。制動装置３０は、ブレーキＥＣＵ３１、油圧回路３２及びブレーキキャリパ３３を含む。油圧回路３２は、図示しないリザーバ、オイルポンプ、種々の弁装置、油圧センサなどを含む。ブレーキキャリパ３３は、シリンダ及びピストンを備えた油圧式アクチュエータである。シリンダにオイルが供給されるとピストンがシリンダから押し出される。ピストンの先端に、ブレーキパッドが設けられており、このブレーキパッドがブレーキディスクへ押し当てられる。油圧回路３２は、ブレーキＥＣＵ３１からの指令に応じてブレーキキャリパ３３のシリンダ内の油圧を調整する。これにより、ブレーキキャリパ３３による車輪（ブレーキディスク）の制動力が制御される。

シフト切替装置４０は、変速機２４のシフトポジションを切替える。シフト切替装置４０は、ＳＢＷ（Ｓｈｉｆｔ－ｂｙ－Ｗｉｒｅ）・ＥＣＵ４１、ＳＢＷアクチュエータ４２、シフト切替機構４３などを含む。ＳＢＷ・ＥＣＵ４１は、ＳＢＷアクチュエータ４２に接続されている。ＳＢＷアクチュエータ４２は、ＳＢＷ・ＥＣＵ４１からのシフト切り替え指令に応じてシフト切替機構４３を制御して、変速機２４のシフトポジションを切り替える。

周囲センサ５０は、車両Ｖの周囲に存在する立体物についての情報及び車両Ｖの周囲の路面の区画線についての情報を含む車両周辺情報を取得するようになっている。立体物は、例えば、自動車（他車両）、歩行者及び自転車などの移動物、並びに、路面の白線、ガードレール、信号機などの固定物である。

周囲センサ５０は、レーダセンサ５１、超音波センサ５２、カメラ５３、車速センサ５４及びナビゲーションシステム５５を含む。

レーダセンサ５１は、レーダ送受信部と信号処理部（図示略）とを備えている。レーダ送受信部が、ミリ波帯の電波（以下、「ミリ波」と称呼する。）を車両の周辺領域に放射し、放射範囲内に存在する立体物によって反射されたミリ波（即ち、反射波）を受信する。信号処理部は、送信したミリ波と受信した反射波との位相差、反射波の減衰レベル及びミリ波を送信してから反射波を受信するまでの時間等に基づいて、車両Ｖと立体物との距離、車両Ｖと立体物との相対速度、車両Ｖに対する立体物の相対位置（方向）等を表す情報を取得して運転支援ＥＣＵ１０に出力する。

超音波センサ５２は、超音波をパルス状に車両の周囲の所定の範囲に送信し、立体物によって反射された反射波を受信する。超音波センサは、超音波の送信から反射波の受信までの時間に基づいて、「送信した超音波が反射された立体物上の点である反射点」及び「超音波センサと立体物との距離」等を検出することができる。

カメラ５３は、撮像装置５３１及び画像解析装置５３２を含む。撮像装置５３１は、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）或いはＣＩＳ（ＣＭＯＳ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ）の撮像素子を内蔵するデジタルカメラである。フロントウインドシールドガラスの上部に配設されている。撮像装置５３１は、所定のフレームレートで車両の前景を撮影して得られた画像データを、画像解析装置５３２に出力する。画像解析装置５３２は、取得した画像データを解析して、その画像から車両Ｖの前方に位置する物標に関する情報を取得する。画像解析装置５３２は、例えば、車両Ｖの進行方向における前方に位置する信号機の灯火色を取得（認識）する。なお、画像データにおける赤い円形を呈するピクセルの集合体を、信号機の灯火部から発せられた光であるか否かを、画像解析装置５３２が精度良く判定するためには、車両Ｖが信号機に、ある程度接近する必要がある。例えば、車両Ｖが信号機に接近して行き、その距離Ｌｖｓが「１２０ｍ」になると、画像解析装置５３２は、当該信号機の灯火色を精度良く判定できようになる。以下の説明において、画像解析装置５３２が、信号機の灯火色を精度良く判定できる距離Ｌｖｓ（車両Ｖと信号機との距離）の最大値を、「認識可能距離Ｌｒ」と称呼する。また、信号機から認識可能距離Ｌｒだけ手前に位置する地点を「認識可能地点Ｐｒ」と称呼する。なお、認識可能距離Ｌｒは、撮像装置５３１の仕様に依存する。認識可能距離Ｌｒは、車両Ｖの開発段階において実験的に求められ、その結果が運転支援ＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。

車速センサ５４は、自車両の車輪が所定角度回転する毎に一つのパルス信号（車輪パルス信号）を発生させる車輪速センサを含む。車速センサ５４は、車輪速センサから送信されてくる車輪パルス信号の単位時間におけるパルス数を計測し、その計測したパルス数に基づいて各車輪の回転速度（車輪速度）を計算し、各車輪の車輪速度に基づいて自車両の車速Ｖｓ（実車速）を計算する。車速センサ５４は、車速Ｖｓを表すデータを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

ナビゲーションシステム５５は、複数の人工衛星からＧＰＳ信号を受信し、前記受信した複数のＧＰＳ信号に基づいて、車両Ｖの現在地ＰＶ（緯度及び経度）を検出する。また、ナビゲーションシステム５５は、地図を表す地図データを記憶している。地図データは、道路を表す道路情報及び信号機の設置位置を表す信号機位置情報を含む。ナビゲーションシステム５５は、運転支援ＥＣＵ１０に、前記検出した現在地ＰＶを表す車両位置データを送信する。さらに、ナビゲーションシステム５５は、２つの地点の距離（道路に沿った距離）を計算する機能を備える。例えば、ナビゲーションシステム５５は、車両Ｖの現在位置から、その車両Ｖが現在走行している道路に沿って直進した場合に最初に通過する信号機（直近の信号機）までの距離Ｌｖｓを演算して、当該距離データを運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

操作スイッチ６０は、運転者がクルーズ制御の開始及び終了を要求する場合に操作する操作子（例えば、押しボタン式スイッチ操作子）である。クルーズ制御が実行されていない期間に運転者が操作スイッチ６０を操作した場合（ボタンを押した場合）、操作スイッチ６０は「運転者がクルーズ制御の開始を要求していること（クルーズ制御の開始要求）」を表すクルーズ制御開始信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。一方、クルーズ制御が実行されている期間に運転者が操作スイッチ６０を操作した場合、操作スイッチ６０は「運転者がクルーズ制御の終了を要求していること（クルーズ制御の終了要求）」を表すクルーズ制御終了信号を運転支援ＥＣＵ１０に送信する。

また、操作スイッチ６０は、後述するクルーズ制御における車間距離の目標値Ｄｄ及び定速走行時の車速の目標値Ｖｄを指定するための操作子を含む。

（クルーズ制御）
＜追従制御＞
運転支援ＥＣＵ１０は、操作スイッチ６０からクルーズ制御開始信号を受信すると、クルーズ制御（ＡＣＣ）を実行する。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、周囲センサ５０から取得した情報に基づいて、追従すべき他車両（先行車両）が存在するか否かを判定する。追従すべき先行車両が存在すると判定した場合、運転支援ＥＣＵ１０は、周囲センサ５０から取得した情報に基づいて、その先行車両と車両Ｖ（自車両）との車間距離を検知する。つぎに、運転支援ＥＣＵ１０は、上記のようにして検知される車間距離（実測値）が、予め設定された目標値Ｄｄに一致するように、駆動装置２０、制動装置３０及びシフト切替装置４０（以下、「動装置等」と証拠する。）を制御する。ただし、カメラ５３から取得した信号機の灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、先行車両が減速を開始しない場合であっても、車両Ｖを減速させて、信号機の手前にて停止させる。

＜定速走行制御＞
一方、追従すべき先行車両が存在しないと判定した場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、車速Ｖｓが、予め設定された目標値Ｖｄに一致するように、所定の加速度ａ０にて車両Ｖを加速又は減速ささせる。さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、信号機の灯火色に応じて車両Ｖを加速、減速又は定速走行させる。すなわち、車両Ｖの走行中にカメラ５３から取得した信号機の灯火色が「緑」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖをそのまま走行（加速又は定速走行）させて、信号機を通過させる。一方、カメラ５３から取得した信号機の灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖを減速させて、信号機の手前にて停止させる。そして、信号機の灯火色が「緑」になると、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖを加速させて、信号機を通過させる。なお、「定速走行」とは、車両Ｖが一定の速度で進行することを意味する。

つぎに、図２を参照して、定速走行制御について具体的に説明する。運転支援ＥＣＵ１０は、定速走行制御を開始すると、ナビゲーションシステム５５から、車両Ｖの前方に位置する直近の信号機Ｓ１が設置されている地点ＰＳ１及び当該信号機Ｓ１に対応する認識可能地点Ｐｒ１を取得する。さらに、運転支援ＥＣＵ１０は、所定の時間間隔をおいて、ナビゲーションシステム５５から車両Ｖの現在地ＰＶを繰り返し取得する。加えて、運転支援ＥＣＵ１０は、所定の時間間隔をおいて、車速センサ５４から車速Ｖｓを繰り返し取得する。

運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した時点にて車速Ｖｓが所定の目標値Ｖ１以下であるように、認識可能地点Ｐｒ１の手前から駆動装置等を制御する。ここで、目標値Ｖ１は、認識可能地点Ｐｒ１から、運転者に不快感を生じさせない程度の加速度ａ２にて減速して、信号機Ｓ１の手前にて車両Ｖを停止させることができる速度として、予め規定されている。

具体的には、認識可能地点Ｐｒ１の手前における車速Ｖｓが、図３に示したように、目標値Ｖ１より高速である場合、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖが所定の地点（後述する減速開始地点Ｐｓｄ１）に到達すると、加速度ａ２より小さな加速度ａ１にて、車両Ｖを減速させる。加速度ａ１の大きさ（絶対値）は、所定値Ａ１である。所定値Ａ１は、例えば、「０．１Ｇ」（Ｇ：重力加速度）である。なお、所定値Ａ１は、「０．１Ｇ」より小さい値であってもよい。

上記のように、車両Ｖを減速させる際の加速度ａ１の絶対値が比較的小さく設定されているので、図４に示したように、認識可能地点Ｐｒ１の手前における車速Ｖｓ（以下、「初速Ｖ０」とも称呼される。））が比較的高速である場合（同図におけるＶｄａ）には、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１から比較的遠く離れた地点（同図におけるＰｓｄ１ａ）から減速を開始させる必要がある。一方、初速Ｖ０が目標値Ｖ１より少し大きい程度である場合（同図におけるＶｄｂ）には、運転支援ＥＣＵ１０は、認識可能地点Ｐｒ１に比較的近い地点（同図におけるＰｓｄ１ｂ）から減速を開始すればよい。運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ１の手前において減速を開始する地点（減速開始地点Ｐｓｄ１）を、以下のようにして演算する。

運転支援ＥＣＵ１０は、まず、現在の車速Ｖｓから加速度ａ１に減速した場合に、車速Ｖｓが目標値Ｖ１に一致するまでに車両Ｖが走行する距離Ｌ０（図２を参照。）を演算する。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、認識可能地点Ｐｒ１から、距離Ｌ０だけ手前に位置する地点を、現在の車速Ｖｓに対応した減速開始地点Ｐｓｄ１として決定する。なお、例えば、車速Ｖｓを目標値Ｖｄに一致させるために車両Ｖを加速（又は減速）している状況下では、車速Ｖｓ（初速Ｖ０）が徐々に増大（又は減少）している。そこで、運転支援ＥＣＵ１０は、所定の時間間隔をおいて、減速開始地点Ｐｓｄ１を繰り返し演算（更新）する。

車両Ｖが減速開始地点Ｐｓｄ１に到達する（現在地ＰＶが減速開始地点Ｐｓｄ１に一致する）と、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度ａ１にて、車両Ｖを減速させる。

車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達すると、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラ５３から、信号機Ｓ１の灯火色を取得する。取得した灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、図５に示したように、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度ａ２にて、車両Ｖを減速させて、信号機Ｓ１（地点ＰＳ１）の手前にて車両Ｖを停止させる。なお、上記のように、加速度ａ２の大きさ（絶対値）は、所定値Ａ１より大きな所定値Ａ２である。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラ５３から、所定の時間間隔をおいて、信号機Ｓ１の灯火色を取得する。取得した灯火色が「緑」になると、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度ａ０にて、車両Ｖを加速させて、信号機Ｓ１を通過させるとともに、信号機Ｓ２に対応した減速開始地点Ｐｓｄ２の演算を開始する。なお、その際の車速Ｖｓの上限値は目標値Ｖｄである。また、加速度ａ０の大きさ（絶対値）は、所定値Ａ１より大きな所定値Ａ０である。

一方、認識可能地点Ｐｒ１において取得した灯火色が「緑」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、ナビゲーションシステム５５から、信号機Ｓ１と、その前方に隣接する信号機Ｓ２との距離ＤＳ（図２を参照。）を取得する。

＜距離ＤＳが比較的長い場合＞
距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈより大きい場合、運転支援ＥＣＵ１０は、図６に示したように、車両Ｖを加速度ａ０にて加速させて、信号機Ｓ１を通過させるとともに、減速開始地点Ｐｓｄ２の演算を開始する。なお、その際の車速Ｖｓの上限値は目標値Ｖｄである。

＜距離ＤＳが比較的短い場合＞
距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈ以下である場合、運転支援ＥＣＵ１０は、図７に示したように、車両Ｖの加減速を停止させ、車両Ｖを定速走行させて信号機Ｓ１を通過させる。すなわち、信号機Ｓ１を通過する際の車速Ｖｓは、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した時点の車速Ｖｓ（つまり、目標値Ｖ１）である。この場合、信号機Ｓ１に隣接する信号機Ｓ２の灯火色が「黄」又は「赤」である場合に、車両Ｖを安全に停止させることができる程度の速度まで減速されている。したがって、運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ２の手前にて、減速開始地点Ｐｓｄ２を演算する必要がない。そのため、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖが信号機Ｓ１を通過すると、所定の時間間隔をおいて、カメラ５３から信号機Ｓ２の灯火色の判定結果の取得を試みる。そして、運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ２の灯火色を取得できた時点で、その灯火色に応じて、信号機Ｓ１を通過する際の制御と同様の制御を実行する。

ところで、例えば、車両Ｖが走行している道路が、信号機Ｓ１の直前にて大きく湾曲しており、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した時点では、カメラ５３が信号機Ｓ１の灯火色を判定できない場合がある。この場合、運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ１の灯火色が「赤」であると仮定して、認識可能地点Ｐｒ１から、加速度ａ２にて車両Ｖを減速させる。車両Ｖがさらに進行してカメラ５３が信号機Ｓ１の灯火色を判定できた時点で、その灯火色が「黄」又は「赤」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、加速度ａ２にて、車両Ｖをさらに減速させて、信号機Ｓ１の手前にて車両Ｖを停止させる。一方、図８に示したように、カメラ５３が信号機Ｓ１の灯火色を判定できた時点で、その灯火色が「緑」である場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、距離ＤＳを取得する。そして、距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈより大きい場合、車両Ｖを加速度ａ０にて加速して信号機Ｓ１を通過させるとともに、減速開始地点Ｐｓｄ２の演算を開始する。一方、距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈ以下である場合、図９に示したように、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖの減速を停止させ、車両Ｖを定速走行させて信号機Ｓ１を通過させる。すなわち、信号機Ｓ１を通過する際の車速Ｖｓは、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した時点の速度である目標値Ｖ１よりも低速である。

また、図１０に示したように、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達する以前において、車速Ｖｓが常に目標値Ｖ１より低速である場合（例えば、目標値Ｖｄが目標値Ｖ１以上であるが、車速Ｖｓが目標値Ｖ１より低速である状態から加速して目標値Ｖ１に達する前に認識可能地点Ｐｒ１に到達した場合）がある。このように、車速Ｖｓが目標値Ｖ１以下である状態では、運転支援ＥＣＵ１０は、減速開始地点Ｐｓｄ１を認識可能地点Ｐｒ１に一致（初期化）させておく。これにより、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達するまで、減速制御が実行されない。そして、この場合、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達した時点の車速Ｖｓは、目標値Ｖ１より低速であるが、その後の制御態様は、車速Ｖｓが目標値Ｖ１である場合の制御態様と同様である。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ１の灯火色及び距離ＤＳに応じて、車両Ｖを加減速（図１０Ａ、図１０Ｂ又は図１０Ｃを参照。）させる。

なお、クルーズ制御開始指令を受信した時点で、車両Ｖが信号機Ｓ１にかなり接近している場合がある。例えば、下記のような場合には、運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖを安全に制御することが困難である可能性が高い。

・現在地ＰＶが認識可能地点Ｐｒ１と地点ＰＳ１との間である場合
・現在地ＰＶが認識可能地点Ｐｒ１より手前であるが、車速Ｖｓが比較的高速であり、現時点から加速度ａ１にて減速しても、認識可能地点Ｐｒ１にて車速Ｖｓを目標値Ｖ１に一致させることができない場合

このような場合、運転支援ＥＣＵ１０は、クルーズ制御不能であることを運転者に報知し、クルーズ制御を実行しない。

つぎに、図１１を参照して、運転支援ＥＣＵ１０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）の動作（上記の定速走行制御を実現する定速走行プログラム）を具体的に説明する。クルーズ制御を実行中に、追従すべき先行車両が存在しない場合、ＣＰＵは、ステップ１００から定速走行処理を開始する。つぎに、運転支援ＥＣＵ１０は、ステップ１０１にて、フラグＦを、「加減速が許容されている」ことを表す「１」に初期化する。そして、ＣＰＵは、ステップ１０２に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０２に進むと、ナビゲーションシステム５５から、車両Ｖの前方に位置する直近の信号機Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）に対応した認識可能地点Ｐｒ（Ｐｒ１，Ｐｒ２）を取得する。そして、ＣＰＵは、ステップ１０３に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０３に進むと、フラグＦの値が「１」であるか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵは、加減速が許容されているか否かを判定する。フラグＦの値が「１」である場合（ステップ１０３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０４に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０４に進むと、車速Ｖｓが目標値Ｖｄに一致するように、駆動装置等を制御する。そして、ＣＰＵは、ステップ１０５に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０５に進むと、車速Ｖｓが目標値Ｖ１を超えているか否かを判定する。車速Ｖｓが目標値Ｖ１を超えている場合（ステップ１０５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０６に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０６に進むと、減速開始地点Ｐｓｄ（Ｐｓｄ１，Ｐｓｄ２）を演算する。そして、ＣＰＵは、ステップ１０７に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０７に進むと、車両Ｖが減速開始地点Ｐｓｄ（Ｐｓｄ１，Ｐｓｄ２）に到達したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵは、現在地ＰＶが減速開始地点Ｐｓｄに一致したか否かを判定する。車両Ｖが減速開始地点Ｐｓｄに到達した場合（ステップ１０７：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０８に進む。

ステップ１０７において、車両Ｖが未だ減速開始地点Ｐｓｄに到達していない場合（ステップ１０７：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１０３に戻る。

ＣＰＵは、ステップ１０８に進むと、加速度ａ１にて車両Ｖを減速させる。そして、ＣＰＵは、ステップ１０９に進む。

ＣＰＵは、ステップ１０９に進むと、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒに到達したか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵは、現在地ＰＶが認識可能地点Ｐｒに一致したか否かを判定する。車両Ｖが認識可能地点Ｐｒに到達した場合（ステップ１０９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１１０に進む。一方、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒに到達していない場合（ステップ１０９：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１０８に戻る。

ＣＰＵは、ステップ１１０に進むと、カメラ５３から信号機Ｓの灯火色の取得を試みる。つぎに、ＣＰＵは、ステップ１１１にて、灯火色を取得できたか否かを判定する。灯火色を取得できた場合（ステップ１１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１１５に進む。一方、灯火色を取得できなかった場合（例えば、道路が湾曲していることに起因してカメラ５３が灯火色を判定できなかった場合（ステップ１１１：Ｎｏ））には、ＣＰＵは、ステップ１１２に進む。

ＣＰＵは、ステップ１１２に進むと、フラグＦの値が「１」であるか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵは、加減速が許容されているか否かを判定する。フラグＦの値が「１」である場合（ステップ１１２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１１３にて、加速度ａ２にて車両Ｖを減速させ、ステップ１１０に戻る。一方、フラグＦの値が「０」である場合（ステップ１１２：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１１４にて、車両Ｖを定速走行させ、ステップ１１０に戻る。

ＣＰＵは、ステップ１１５に進むと、前記取得した灯火色が「緑」であるか否かを判定する。当該灯火色が「緑」である場合（ステップ１１５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１１６に進む。

ＣＰＵは、ステップ１１６に進むと、直近の信号機Ｓとさらにその前方に隣接する信号機Ｓとの距離ＤＳが、閾値ＤＳｔｈ以下であるか否かを判定する。距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈ以下である場合（ステップ１１６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１１７に進む。

ＣＰＵは、ステップ１１７に進むと、フラグＦの値を、「加速及び減速が禁止され、定速走行が許容されている」ことを表す「０」に設定する。つぎに、ＣＰＵは、ステップ１１８にて、車両Ｖを定速走行させる。そして、ＣＰＵは、ステップ１１９に進む。

ＣＰＵは、ステップ１１９に進むと、車両Ｖが直近の信号機Ｓに到達したか否かを判定する。すなわち、現在地ＰＶが地点ＰＳに到達したか否かを判定する。車両Ｖが直近の信号機Ｓに到達した場合（ステップ１１９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０２に戻る。一方、車両Ｖが未だ直近の信号機Ｓに到達していない場合（ステップ１１９：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１１８に戻る。すなわち、ＣＰＵは、車両Ｖを定速走行させつつ、車両Ｖが直近の信号機に到達するまで待機する。

ステップ１１５において、灯火色が「黄」又は「赤」である場合、ＣＰＵは、ステップ１２０に進む。ＣＰＵは、ステップ１２０に進むと、車両Ｖを減速させて、直近の信号機Ｓの手前にて停止させる。そして、ＣＰＵは、信号機Ｓの灯火色が「緑」になるまで待機する。すなわち、ＣＰＵは、ステップ１２１にて、直近の信号機Ｓの灯火色を取得し、当該当該色が「緑」であるか否かを判定する。灯火色が「緑」である場合（ステップ１２１：Ｙｅｓｓ）、ＣＰＵは、ステップ１２２に進む。一方、灯火色が「黄」又は「赤」である場合、ＣＰＵは、ステップ１２１に戻る。

ＣＰＵは、ステップ１２２に進むと、フラグＦの値を「１」に設定する。そして、ＣＰＵは、ステップ１２３に進む。

ＣＰＵは、ステップ１２３に進むと、車両Ｖを加速度ａ０にて加速させる。そして、ＣＰＵは、ステップ１２４に進む。

ＣＰＵは、ステップ１２４に進むと、車両Ｖが直近の信号機Ｓに到達したか否かを判定する。すなわち、現在地ＰＶが地点ＰＳに到達したか否かを判定する。車両Ｖが直近の信号機Ｓに到達した場合（ステップ１２４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵは、ステップ１０２に戻る。一方、車両Ｖが未だ直近の信号機Ｓに到達していない場合（ステップ１２４：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１２３に戻る。すなわち、ＣＰＵは、車両Ｖを加速させつつ、車両Ｖが直近の信号機Ｓに到達するまで待機する。

また、ステップ１１６において、距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈを超えている場合、ＣＰＵは、ステップ１２２に進む。

また、ステップ１０３において、フラグＦの値が「１」以外である場合（ステップ１０３：Ｎｏ）、ＣＰＵは、ステップ１１０に進む。

例えば、図７に示した例では、距離ＤＳが閾値ＤＳｔｈ以下であるから、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１に到達する（ステップ１０９：Ｙｅｓ）と、ＣＰＵは、ステップ１１０、１１５、１１６乃至１１９、及びステップ１０２を経てステップ１０３を実行する。この場合、ステップ１１７において、フラグＦの値が「０」に設定されているので、ＣＰＵは、ステップ１０３からステップ１１０に進む。

また、ステップ１０５において、車速Ｖｓが目標値Ｖ１以下である場合、ＣＰＵは、ステップ１２５にて、減速開始地点Ｐｓｄを初期化する。すなわち、ＣＰＵは、減速開始地点Ｐｓｄを認識可能地点Ｐｒに一致させる。そして、ＣＰＵは、ステップ１０７に進む。

例えば、図１０に示した例では、認識可能地点Ｐｒ１の手前において、車速Ｖｓが目標値Ｖ１より小さい。よって、この場合、ＣＰＵは、ステップ１０５から、ステップ１２５、ステップ１０７の順に進む。

（効果）
本実施形態に係る運転支援装置１の運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ１の灯火色が「緑」である場合であって、且つ距離ＤＳが比較的短い場合（ＤＳ＜ＤＳｔｈ）、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラ５３が次の信号機Ｓ２の灯火色を認識するまで、車両Ｖを定速走行（加速抑制）させる。したがって、隣接する信号機の間隔が比較的短い場合に加速と減速とが繰り返されることを抑制できる。よって、本実施形態によれば、車両Ｖの乗員の不快感を低減できる。

また、上記の従来装置において、カメラは、その画角（フレーム）内に信号機が入ったことを認識したとき、その信号機の灯火色の判定を開始し、灯火色を判定できなかった場合に、運転支援ＥＣＵは、車両を緩やかに減速させる。そして、その後にカメラが信号機の灯火色を判定できた時点で、運転支援ＥＣＵは、その灯火色に応じて、車両を加速、減速、又は定速走行させる。よって、例えば、信号機の手前にて道路が大きく湾曲している場合において、車両と信号機との距離が比較的小さくなってから信号機がカメラの画角内に入った場合、運転支援ＥＣＵは、車両を停止させるために比較的大きな加速度にて減速させる。

これに対し、本実施形態に係る運転支援ＥＣＵ１０は、車両Ｖが認識可能地点Ｐｒ１よりも手前の減速開始地点Ｐｓｄ１から、車両Ｖを減速させる。すなわち、運転支援ＥＣＵ１０は、カメラ５３の画角内に信号機Ｓ１が入っているか否かに拘わらず、減速開始地点Ｐｓｄ１から、加速度ａ１にて車両Ｖを緩やかに減速させる。したがって、車両Ｖと信号機Ｓ１との距離が比較的小さくなった時点で、信号機Ｓ１の灯火色を判定できたとしても、その時点では、車速Ｖｓが比較的低速である。そのため、その時点で信号機Ｓ１の灯火色が「黄」又は「赤」であったとしても、運転支援ＥＣＵは、比較的小さい加速度ａ２（乗員に不快感を生じさせない程度の加速度）にて、車両Ｖを減速させて、信号機Ｓ１の手前にて車両Ｖを停止させることができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、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。

＜変形例＞
図９及び図１０（Ｃ）に示した例において、運転支援ＥＣＵ１０は、目標値Ｖ１よりも低い速度で定速走行させて信号機Ｓ１を通過させている。これに代えて、運転支援ＥＣＵ１０は、信号機Ｓ１の灯火色が「緑」であると判定した時点から、車両Ｖを加速度ａ０（又は加速度ａ０よりも小さい加速度）にて加速させて、車速Ｖｓを目標値Ｖ１に一致させ、その後、カメラ５３が信号機Ｓ２の灯火色を判定するまで、車両Ｖを定速走行させてもよい。

１…運転支援装置、１０…運転支援ＥＣＵ、２０…駆動装置、３０…制動装置、４０…シフト切替装置、５０…周囲センサ、５３…カメラ、５４…車速センサ、５５…ナビゲーションシステム、６０…操作スイッチ、ＤＳ…距離、ＤＳｔｈ…閾値、Ｄｄ…目標値、Ｆ…フラグ、Ｌ０…距離、Ｌｒ…認識可能距離、Ｐｒ（Ｐｒ１，Ｐｒ２）…認識可能地点、Ｐｓｄ（Ｐｓｄ１，Ｐｓｄ２）…減速開始地点、Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）…信号機、Ｖ…車両、Ｖ１…目標値、ＰＶ…現在地、Ｖｄ…目標値、Ｖｓ…車速、ａ１…加速度

Claims (6)

1. 自車両に搭載される運転支援装置であって、
   自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第１目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する速度制御装置と、
   自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機の灯火色を認識する信号認識装置と、
   自車両及び信号機の位置をそれぞれ検出する位置検出装置と、
   を備え、
   前記信号認識装置は、自車両の前方に位置する信号機との距離が第１所定値以下である場合に前記信号機の灯火色を認識可能であり、
   前記速度制御装置は、
   自車両の前方に位置する直近の信号機である第１信号機までの距離が前記第１所定値である第１地点に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第１目標値よりも低速である第２目標値以下であるように、前記第１地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御し、さらに、
   前記信号認識装置が前記第１信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第１信号機と当該第１信号機の前方に隣接する第２信号機との距離が所定の閾値以下である場合、前記信号認識装置が前記第２信号機の灯火色を認識するまで、前記第２目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御する、ように構成されている、
   運転支援装置。
2. 請求項１に記載の運転支援装置において、
   前記速度制御装置は、前記第１地点に到達した時点における自車両の速度が前記第２目標値に一致するように、前記第１地点の手前における所定の地点から所定の加速度にて自車両を減速させる、ように構成されている、
   運転支援装置。
3. 請求項２に記載の運転支援装置において、
   前記速度制御装置は、現在の車速から前記所定の加速度にて減速した場合に車速が前記第２目標値に一致するまでに車両が進行する距離を計算し、前記第１地点から前記計算した距離だけ手前に位置する地点を前記所定の地点として決定する、ように構成されている、
   運転支援装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の運転支援装置において、
   前記所定の加速度の大きさが０．１Ｇ以下である、
   運転支援装置。
5. 自車両に搭載される運転支援装置に適用される運転支援方法であって、
   自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第１目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する速度制御ステップと、
   自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機の灯火色を認識する信号認識ステップと、
   自車両及び信号機の位置を検出する位置検出ステップと、
   を含み、
   前記信号認識ステップは、自車両の前方に位置する信号機と自車両との距離が第１所定値以下である場合に実行され、
   前記速度制御ステップは、
   自車両の前方に位置する直近の信号機である第１信号機までの距離が前記第１所定値である第１地点に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第１目標値よりも低速である第２目標値以下であるように、前記第１地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御するステップと、
   前記信号認識ステップを実行して前記第１信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第１信号機と当該第１信号機の前方に隣接する第２信号機との距離が所定の閾値以下である場合、前記信号認識ステップを実行して前記第２信号機の灯火色を認識するまで、前記第２目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御するステップと、
   を含む、ように構成されている、
   運転支援方法。
6. 自車両に搭載される運転支援装置のコンピュータに適用される運転支援プログラムであって、前記コンピュータに、
   自車両の前方に他車両が存在しない場合に、自車両の速度が所定の第１目標値に一致するように自車両の駆動装置及び制動装置を制御する速度制御ステップと、
   自車両から前方へ延びる所定の領域内に存在する信号機の灯火色を認識する信号認識ステップと、
   自車両及び信号機の位置を検出する位置検出ステップと、
   を実行させ、
   前記信号認識ステップは、自車両の前方に位置する信号機と自車両との距離が第１所定値以下である場合に実行され、
   前記速度制御ステップは、
   自車両の前方に位置する直近の信号機である第１信号機までの距離が前記第１所定値である第１地点に自車両が到達した時点における自車両の速度が、前記第１目標値よりも低速である第２目標値以下であるように、前記第１地点の手前から自車両の駆動装置及び制動装置を制御するステップと、
   前記信号認識ステップを実行して前記第１信号機の灯火色を認識し、その灯火色が緑色であって、且つ前記第１信号機と当該第１信号機の前方に隣接する第２信号機との距離が所定の閾値以下である場合、前記信号認識ステップを実行して前記第２信号機の灯火色を認識するまで、前記第２目標値以下の速度で自車両が定速走行するように前記駆動装置及び前記制動装置を制御するステップと、
   を含む、ように構成されている、
   運転支援プログラム。

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