JP7517222B2 - 自動速度制御装置、自動速度制御方法及び自動速度制御プログラム - Google Patents

Description

本開示は、自動速度制御装置、自動速度制御方法及び自動速度制御プログラムに関する。

従来から、車両の速度を自動的に制御する自動速度制御装置が提案されている（特許文献１～３）。特に、特許文献１に記載の装置では、車両が走行しようとする道路の曲率が大きい場合には、目標速度を低下させることで、車両が目標軌道を逸脱することなく車両に加わる横加速度を一定値以下にしている。

特開２０１８－２０３００６号公報 特開２０００－２９３７８２号公報 国際公開第２０１７／１４５５５５号

特許文献１では、車両が走行している道路の種類に無関係に、横加速度が一定値以下になるように車両の速度が制御されている。しかしながら、例えば、自動車専用道路の連絡路（本線間の道路又は本線と一般道路との間の道路）の道路幅は、一般に、自動車専用道路の道路幅よりも狭い。また、道路幅が狭いと、車両の速度が同じでも乗員が安心感を感じにくい傾向にある。上限横加速度を本線に合わせた一定値に設定すると、連絡路走行中に車両が必要以上に高速になる可能性があり、逆に、上限横加速度を連絡の合わせた一定値に設定すると本線走行中に車両の速度を不必要に制限してしまう可能性がある。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、車両が走行している道路の種類によらずに、車両の横加速度が適切になるように車両の速度を制御することができる自動速度制御装置などを提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）車両の速度を自動的に制御する自動速度制御装置であって、
前記車両の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定する上限横加速度設定部と、
前記車両が走行する予定の道路の曲率に関する曲率パラメータの値を取得する道路曲率取得部と、
前記道路の曲率パラメータの値に基づいて該道路を前記車両が走行すると該車両の横加速度が前記上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定する上限速度設定部と、
前記上限速度以下になるように車両の速度を制御する速度制御部と、を有し、
前記上限横加速度設定部は、前記車両が自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は本線から分岐する連絡路を走行するときの上限横加速度を、前記車両が自動車専用道路の本線を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する、自動速度制御装置。
（２）前記上限速度設定部は、上限横加速度になるような車両の速度が所定の基準上限速度よりも速いときには、基準上限速度を上限速度として設定し、
前記連絡路を走行中に横加速度が所定の再加速上限速度未満になるまで車両を減速した後に再度加速する場合、前記上限横加速度になるような車両の速度が前記再加速上限速度よりも速いときには、該再加速上限速度を上限速度として設定し、
前記再加速上限速度は、前記基準上限速度よりも低い、上記（１）に記載の自動速度制御装置。
（３）前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
前記上限速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行しているときの再加速上限速度を、本線に合流する連絡路を走行するときの再加速上限速度よりも低く設定する、上記（２）に記載の自動速度制御装置。
（４）前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
前記上限横加速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行するときの上限横加速度を、本線に合流する連絡路を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の自動速度制御装置。
（５）前記上限横加速度設定部は、前記連絡路のない本線出口までの距離が所定距離以下の本線を走行するときの上限横加速度を、前記本線出口までの距離が前記所定距離よりも長い本線を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の自動速度制御装置。
（６）車両の速度を自動的に制御する自動速度制御方法であって、
前記車両の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定することと、
前記車両が走行する予定の道路の曲率に関する曲率パラメータの値を取得することと、
前記道路の曲率パラメータの値に基づいて該道路を前記車両が走行すると該車両の横加速度が前記上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定することと、
前記上限速度以下になるように車両の速度を制御することと、を含み、
前記車両が自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は本線から分岐する連絡路を走行するときの上限横加速度は、前記車両が自動車専用道路の本線を走行するときの上限横加速度よりも低い、方法。
（７）車両の速度を自動的に制御する自動速度制御プログラムであって、
前記車両の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定し、
前記車両が走行する予定の道路の曲率に関する曲率パラメータの値を取得し、
前記道路の曲率パラメータの値に基づいて該道路を前記車両が走行すると該車両の横加速度が前記上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定し、
前記上限速度以下になるように車両の速度を制御する、ことをコンピュータに実行させ、
前記車両が自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は本線から分岐する連絡路を走行するときの上限横加速度は、前記車両が自動車専用道路の本線を走行するときの上限横加速度よりも低い、プログラム。

本開示によれば、車両が走行している道路の種類によらずに、車両の横加速度が適切になるように車両の速度を制御することができる自動速度制御装置などが提供される。

図１は、一つの実施形態に係る自動速度制御システムが実装される車両を概略的に示す構成図である。 図２は、一つの実施形態に係るＥＣＵのハードウェア構成図である。 図３は、ＥＣＵのプロセッサの機能ブロック図である。 図４は、速度制御部によって実行される速度制御処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、上限速度の設定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図６は、図５のステップＳ２２で行われる、横Ｇ上限速度の算出処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、本線から連絡路が分岐している自動車専用道路の例を概略的に示す図である。 図８は、車両が図７に示したような連絡路を走行する予定であるときの、走行予定の道路の曲率及び横Ｇ上限速度を示す図である。 図９は、図５のステップＳ２３で行われる、再加速上限速度の算出処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車両の構成＞
図１は、一つの実施形態に係る自動速度制御システム１が実装される車両１００を概略的に示す構成図である。自動速度制御システム１は、車両１００に搭載されて、予め定められた状況下において車両１００の速度を自動的に制御する。本実施形態では、自動速度制御システム１は、走行状態センサ１１と、車外カメラ１２と、測距センサ１３と、測位センサ１４と、ストレージ装置１５と、ヒューマンマシンインターフェース（以下、「ＨＭＩ」という）１６と、車両アクチュエータ２０と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２１とを有する。

しかしながら、自動速度制御システム１は、必ずしもこれら全てを有していなくてもよい。例えば、自動速度制御システム１は、車外カメラ１２を有していれば、測距センサ１３を有していなくてもよい。

走行状態センサ１１と、車外カメラ１２と、測距センサ１３と、測位センサ１４と、ストレージ装置１５と、ＨＭＩ１６と、ＥＣＵ２１とは、車内ネットワーク２２を介して通信可能に接続される。車内ネットワーク２２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの規格に準拠したネットワークである。また、ＥＣＵ２１は、信号線を介して車両アクチュエータ２０に接続される。

走行状態センサ１１は、車両１００の走行状態を検出するセンサである。走行状態センサ１１は、例えば、慣性計測センサであり、車両１００の速度、加速度などを検出する。走行状態センサ１１は、車両の走行状態の検出結果を車内ネットワーク２２を介してＥＣＵ２１へ出力する。

車外カメラ１２は、車両の周囲を撮影する機器である。車外カメラ１２は、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された２次元検出器（ＣＣＤ、Ｃ－ＭＯＳなど）と、その２次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。本実施形態では、車外カメラ１２は、車両１００の前方を向くように、例えば車両１００の車内に取り付けられる。車外カメラ１２は、所定の撮影周期（例えば１／３０秒～１／１０秒）ごとに車両１００の前方領域を撮影し、且つその前方領域が写った画像を生成する。車外カメラ１２は、画像を生成する度に、生成した画像を車内ネットワーク２２を介してＥＣＵ２１へ出力する。なお、車外カメラ１２は単眼カメラであってもよいし、ステレオカメラであってもよい。車外カメラ１２としてステレオカメラが用いられた場合には、車外カメラ１２は測距センサ１３としても機能する。車両１００には、撮影方向または焦点距離が異なる複数の車外カメラが設けられてもよい。

測距センサ１３は、車両１００の周囲に存在する物体までの距離を測定するセンサである。本実施形態では、測距センサ１３は、車両１００の周囲に存在する物体の方位も合わせて測定することができる。測距センサ１３は、例えば、ミリ波レーダなどのレーダ、ライダー（ＬｉＤＡＲ）又はソナーである。本実施形態では、測距センサ１３は、車両の前方に存在する物体までの距離を測定する。測距センサ１３は、車内ネットワーク２２を介して、所定の周期ごとに周囲の物体までの距離の測定結果をＥＣＵ２１へ出力する。

測位センサ１４は、車両１００の自己位置を測定するセンサである。測位センサ１４は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機である。ＧＮＳＳ受信機は、複数の測位衛星から時刻情報付きの信号を受信し、受信した信号に基づいて車両１００の自己位置を測定する。測位センサ１４は、所定の周期ごとに車両１００の自己位置情報を、車内ネットワーク２２を介してＥＣＵ２１へ出力する。

ストレージ装置１５は、例えば、ハードディスク装置または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置１５は、地図情報を記憶する。地図情報は、道路の所定の区間ごとに、その区間の位置、道路標示を表す情報（例えば、車線区画線または停止線）を含む。ストレージ装置１５は、ＥＣＵ２１からの地図情報の読出し要求に従って地図情報を読み出し、車内ネットワーク２２を介して地図情報をＥＣＵへ送信する。

ＨＭＩ１６は、車内ネットワーク２２を介してＥＣＵ２１から受け取った通知用の情報を、車両１００のドライバへ通知する。したがって、ＨＭＩ１６は、情報をドライバへ通知する通知装置として機能する。具体的には、ＨＭＩ１６は、例えば、液晶ディスプレイといった表示装置、速度計などのメータ、警告灯、及びスピーカを有する。また、ＨＭＩ１６は、乗員からの入力を受け付け、車内ネットワーク２２を介して受け付けた入力をＥＣＵ２１に送信する。したがって、ＨＭＩ１６は、乗員又はドライバからの入力を受け付ける入力装置として機能する。具体的には、ＨＭＩ１６は、タッチパネル、スイッチ、ボタン及びリモコンを有する。ＨＭＩ１６は、例えば、インストルメントパネルに設けられる。

車両アクチュエータ２０は、車両１００の運転を制御するのに用いられるアクチュエータである。具体的には、車両アクチュエータ２０は、例えば、車両１００を駆動するための内燃機関又は電動モータを制御する駆動アクチュエータと、車両１００を制動するブレーキを制御する制動アクチュエータとを有する。車両アクチュエータ２０は、車両１００の操舵を制御する操舵アクチュエータを有していてもよい。車両アクチュエータ２０は、ＥＣＵ２１から信号線を介して送信された制御信号に従って、車両１００の加速及び制動を制御し、操舵アクチュエータを有するときには車両１００の操舵を制御する。

図２は、一つの実施形態に係るＥＣＵ２１のハードウェア構成図である。ＥＣＵ２１は、通信インターフェース３１と、メモリ３２と、プロセッサ３３とを有する。なお、通信インターフェース３１、メモリ３２及びプロセッサ３３は、別個の回路であってもよく、あるいは、一つの集積回路として構成されてもよい。

通信インターフェース３１は、通信インターフェース回路と機器インターフェース回路とを有する。通信インターフェース回路は、ＥＣＵ２１を車内ネットワーク２２に接続するための回路である。機器インターフェース回路は、車両アクチュエータ２０への制御信号を出力するための回路である。

通信インターフェース３１は、走行状態センサ１１から車両１００の走行状態の検出結果を受信する度に、受信した検出結果をプロセッサ３３へ送信する。また、車外カメラ１２から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ３３へ送信する。加えて、通信インターフェース３１は、測距センサ１３から車両の周囲の物体までの距離の測定結果を受信する度に、その測定結果をプロセッサ３３へ送信する。さらに、通信インターフェース３１は、測位センサ１４から自己位置の測定結果を受信する度に、その測定結果をプロセッサ３３へ送信する。また、通信インターフェース３１は、ストレージ装置１５から読み込んだ高精度地図をプロセッサ３３へ送信する。加えて、通信インターフェース３１は、ＨＭＩ１６から乗員の入力信号を受信する度に、その入力信号をプロセッサ３３へ送信する。さらに、通信インターフェース３１は、ＥＣＵ２１から通知用の情報を受信する毎に、受信した情報をＨＭＩ１６へ送信する。加えて、通信インターフェース３１は、ＥＣＵ２１から車両アクチュエータ２０への制御信号を受信する度に、受信した制御信号を車両アクチュエータ２０へ送信する。

メモリ３２は、データを記憶する記憶装置である。メモリ３２は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ３２は、ＥＣＵ２１のプロセッサ３３により実行される速度制御処理のプログラムを記憶する。また、メモリ３２は、車外カメラ１２によって撮影された画像、ドライバによる操作情報、車両周囲の物体までの距離の測定結果、自己位置の測定結果、乗員の入力情報、及び速度制御処理において使用される各種のデータなどを記憶する。

プロセッサ３３は、１個または複数個のＣＰＵ（Central Processing Unit）及びその周辺回路を有する。プロセッサ３３は、論理演算ユニットまたは数値演算ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。プロセッサ３３は、車両アクチュエータ２０の制御処理を実行して、車両アクチュエータ２０を制御する。本実施形態では、プロセッサ３３は、車両１００の速度を自動的に制御する自動速度制御装置として機能する。

図３は、ＥＣＵ２１のプロセッサ３３の機能ブロック図である。図３に示したように、プロセッサ３３は、上限速度に基づいて車両１００の速度を自動的に制御する速度制御部３３１と、車両１００の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定する上限横加速度設定部３３２と、車両１００が走行する予定の道路の曲率を取得する道路曲率取得部３３３と、走行する予定の道路の曲率に基づいてその道路を車両１００が走行すると車両１００の横加速度が上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定する上限速度設定部３３４とを有する。プロセッサ３３が有するこれら機能ブロックは、例えば、プロセッサ３３上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。或いは、プロセッサ３３が有するこれら機能ブロックは、プロセッサ３３に設けられる専用の演算回路であってもよい。車両１００のプロセッサ３３の各機能ブロックの詳細については後述する。

＜速度制御の概要＞
次に、本実施形態に係る速度制御装置による車両１００の速度制御処理について説明する。まず、本実施形態に係る速度制御装置として機能するＥＣＵ２１のプロセッサ３３は、ドライバがＨＭＩ１６を介して自動的な速度制御を選択しているときには、ドライバによるアクセル操作やブレーキ操作が無くても自動的に車両１００の速度を制御する。ここでの、自動的な速度制御は、ドライバの監視が必要な制御（例えば、アダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ））であってもよいし、ドライバの監視が不要な制御の一部であってもよい。また、プロセッサ３３は、ドライバが自動的な速度制御を選択しているときには、車両１００が現在走行中の車線に沿って自動的に走行するように、車両１００の操舵を自動的に制御してもよい。

なお、本実施形態では、車両１００の自動的な速度制御は、車両１００が自動車専用道路（例えば、高速道路など、本線同士が信号を有する交差点ではく、インターチェンジやジャンクションなどにおいて連絡路によって接続される道路）の走行中に実行される。したがって、車両１００が自動車専用道路の出口を通過すると、速度制御についてドライバへの運転交代が行われ、自動的な速度制御は中止される。同様に、車両１００の自動的な操舵制御も、車両１００が自動車専用道路の走行中に実行されてもよい。この場合には、車両１００が自動車専用道路の出口を通過すると、操舵制御についてドライバへの運転交代が行われ、自動的な操舵制御は中止される。

自動的な速度制御では、速度制御部３３１は、基本的に車両１００の目標速度を上限速度に設定する。しかしながら、速度制御部３３１は、車両１００が走行している走行車線に先行車両が存在する場合には、その先行車両に追従するように車両１００の目標速度を制御する。特に、本実施形態では、速度制御部３３１は、車両１００と先行車両との車間距離が目標車間距離よりも長い場合には、車両１００の目標速度を先行車両の速度よりも速い速度に設定する。一方、速度制御部３３１は、車両１００と先行車両との車間距離が目標車間距離よりも短い場合には、車両１００の目標速度を先行車両の速度よりも遅い速度に設定する。ただし、このようにして設定された車両１００の目標速度が上限速度よりも速い場合には、速度制御部３３１は車両１００の目標速度を上限速度に設定する。したがって、速度制御部３３１は、上限速度以下になるように車両１００の速度を制御する。

図４は、速度制御部３３１によって実行される速度制御処理の流れを示すフローチャートである。図示した処理は、一定の時間間隔毎に繰り返し実行される。

速度制御部３３１は、まず、先行車両の速度及び先行車両との車間距離を検出する（ステップＳ１１）。具体的には、速度制御部３３１は、まず、車外カメラ１２によって撮影された画像又は測距センサ１３によって得られた距離情報に基づいて、車両１００の周りを走行している他の車両を認識する。他の車両の認識は、ニューラルネットワーク（ＮＮ）、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）といった、公知のパターン認識手法によって行われる。また、速度制御部３３１は、車外カメラ１２によって撮影された画像又は測距センサ１３によって得られた距離情報に基づいて、認識された他車両の速度及び認識された他車両と車両１００との車間距離とを算出する。

次いで、速度制御部３３１は、車両１００が走行している走行車線に先行車両が存在するか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、速度制御部３３１は、車外カメラ１２によって撮影された画像に基づいて、又は測位センサ１４によって測定された自己位置情報とストレージ装置１５に記憶されている地図情報とに基づいて、車両１００の走行している車線の形状を認識し、認識した車線の形状とステップＳ１１において認識した他車両の位置情報とに基づいて、車両１００の走行車線に先行車両が存在するか否かを判定する。ステップＳ１２において車両１００の走行車線に先行車両が存在すると判定された場合には、速度制御部３３１は、車両１００の目標速度を後述する上限速度設定部３３４によって算出された上限速度に設定する（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ１２において車両１００の走行車線に先行車両が存在すると判定された場合には、速度制御部３３１は、車両１００と先行車両との車間距離が目標車間距離とほぼ同一であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。目標車間距離は、予め設定された一定値であってもよいし、ドライバによって予め設定された一定値であってもよい。或いは、目標車間距離は、車両１００の速度などのパラメータに応じて変化する値であってもよい（例えば、車両１００の速度が速いほど長い）。

ステップＳ１４において車両１００と先行車両との車間距離が目標車間距離とほぼ同一であると判定された場合には、速度制御部３３１は、目標速度を先行車両の速度とほぼ同一の速度に設定する（ステップＳ１５）。

一方、ステップＳ１４において車両１００と先行車両との車間距離が目標車間距離とは異なると判定された場合には、速度制御部３３１は、車間距離が目標車間距離よりも長いか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において車間距離が目標車間距離よりも長いと判定された場合には、速度制御部３３１は、目標速度を先行車両の速度よりも速い速度に設定する（ステップＳ１７）。一方、ステップＳ１６において車間距離が目標車間距離よりも短いと判定された場合には、速度制御部３３１は、目標速度を先行車両の速度よりも遅い速度に設定する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１５、Ｓ１７及びＳ１８において目標速度が先行車両の速度に基づいて設定されると、速度制御部３３１は、設定された目標速度が、上限速度設定部３３４によって算出された上限速度以下であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。設定された目標速度が上限速度以下であると判定された場合には、目標速度は変更されずに維持される。一方、ステップＳ１９において、設定された目標速度が上限速度よりも速いと判定された場合には、速度制御部３３１は、目標速度を上限速度に設定する（ステップＳ１３）。

車両１００のＥＣＵ２１は、車両１００の速度がこのようにして設定された目標速度になるように車両アクチュエータ２０を制御する。したがって、現在の車両１００の速度が目標速度よりも遅いときには、ＥＣＵ２１は、車両１００が加速するように車両アクチュエータ２０を制御する。特に、ＥＣＵ２１は、予め定められた上限加速度以下の加速度で車両１００を加速させるように車両アクチュエータ２０を制御する。一方、現在の車両１００の速度が目標速度よりも速いときには、ＥＣＵ２１は、車両１００が減速するように車両アクチュエータ２０を制御する。特に、ＥＣＵ２１は、予め定められた上限減速度以下の減速度で車両１００を減速させるように車両アクチュエータ２０を制御する。

＜上限速度の設定＞
次に、上述した車両１００の速度制御において用いられる上限速度の設定処理について説明する。図５は、上限速度の設定処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図５に示した上限速度の設定処理は一定の時間間隔毎に実行される。

上限速度の設定処理では、上限速度設定部３３４は、まず、基準上限速度を取得する（ステップＳ２１）。基準上限速度は、例えば、ＨＭＩを介して予めユーザに設定された一定の速度であり、設定された基準上限速度は、ストレージ装置１５に記憶されている。上限速度設定部３３４は、ストレージ装置１５から基準上限速度を取得する。

なお、基準上限速度は、必ずしも一定の速度でなくてもよく、例えば車両１００が走行している道路の種類などに応じて変化する速度であってもよい。この場合、ストレージ装置１５には道路の種類毎に基準上限速度が記憶される。そして、上限速度設定部３３４は、測位センサ１４の出力及びストレージ装置１５に記憶された地図情報などに基づいて現在走行している道路の種類を特定すると共に、特定された道路の種類に対応する基準上限速度をストレージ装置１５から取得する。

上限速度の設定処理では、次いで、上限速度設定部３３４が、横Ｇ上限速度を算出する横Ｇ上限速度の算出処理を行う（ステップＳ２２）。横Ｇ上限速度は、車両１００がカーブ道路を走行すると車両１００お横加速度が上限横加速度（車両１００に加わることが許容される横加速度の上限値）になるような車両１００の速度である。横Ｇ上限速度の算出処理の具体的な手順については後述する（図６参照）。

次いで、上限速度の設定処理では、上限速度設定部３３４は、再加速上限速度を算出する再加速上限速度の算出処理を行う（ステップＳ２３）。ここで、本実施形態では、上限速度設定部３３４は、車両１００が、自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は自動車専用道路の本線から分岐する連絡路（以下、これらをまとめて単に「連絡路」という）を走行しているときに、車両１００が一時的に基準上限速度よりも低い再加速上限速度未満にまで減速されたときには、その後、車両１００の上限速度を再加速上限速度に設定する。ステップＳ２３では、このような再加速上限速度が算出される。なお、上限速度設定部３３４は、同一の連絡路の走行中に車両１００の速度が一時的に再加速上限速度未満にまで減速されていないときには、再加速上限速度の算出処理の結果として再加速上限速度を算出しない。再加速上限速度の算出処理の具体的な手順については後述する（図９参照）。

基準上限速度が取得され且つ横Ｇ上限速度が算出されると共に場合によっては再加速上限速度も算出されると、上限速度設定部３３４は、このようにして取得又は算出された基準上限速度、横Ｇ上限速度及び再加速上限速度のうち最も遅い速度を上限速度に設定する（ステップＳ２４）。この結果、車両１００の目標速度が、基準上限速度、横Ｇ上限速度又は再加速上限速度よりも速い速度に設定されることがなくなる。

なお、本実施形態では、車両１００の上限速度は、基準上限速度、横Ｇ上限速度及び再加速上限速度のうち最も遅い速度に設定される。しかしながら、車両１００の上限速度は、基準上限速度及び横Ｇ上限速度のうち遅い方の速度に設定されてもよい。この場合には、上限速度設定部３３４は、再加速上限速度を算出しない。或いは、車両１００の上限速度は、横Ｇ上限速度及び再加速上限速度のうち遅い方の速度に設定されてもよい。この場合には、上限速度設定部３３４は、基準上限速度を取得しない。加えて、車両１００の上限速度は、横Ｇ上限速度に設定されてもよい。この場合、上限速度設定部３３４は、基準上限速度を取得せず、且つ、再加速上限速度を算出しない。したがって、上限速度設定部３３４は、基本的に横Ｇ上限速度を上限速度として設定する。そして、上限速度設定部３３４は、横Ｇ上限速度が基準上限速度又は再加速上限速度よりも速いときには、基準上限速度又は再加速上限速度を上限速度として設定してもよい。

また、本実施形態では、基準上限速度の取得（ステップＳ２１）、横Ｇ上限速度の算出（ステップＳ２２）、再加速上限速度の算出（ステップＳ２３）がこの順番で行われる。しかしながら、これら処置は必ずしもこの順番に行われる必要はなく、どのような順番で行われもよいし、同時に行われてもよい。

＜横Ｇ上限速度の算出＞
次に、図５のステップＳ２２で行われる横Ｇ上限速度の算出処理について説明する。図６は、横Ｇ上限速度の算出処理の流れを示すフローチャートである。図示した横Ｇ上限速度の算出処理は、図５に示した上限速度の設定処理にて、ステップＳ２２に到達する毎に実行される。

横Ｇ上限速度の算出処理では、まず、上限横加速度設定部３３２が、車両１００が走行する予定の道路の種類を特定する（ステップＳ３１）。上述したように、本実施形態では、自動的な速度制御は、車両１００が自動車専用道路の走行中に実行される。したがって、上限横加速度設定部３３２は、車両１００が走行する予定の道路（以下、単に「走行予定の道路」という）が自動車専用道路の中のどの種類の道路であるかを特定する。具体的には、上限横加速度設定部３３２は、走行予定の道路が自動車専用道路の本線、自動車専用道路の連絡路のいずれであるかを特定する。加えて、上限横加速度設定部３３２は、走行予定の道路が自動車専用道路の本線であるときには、出口までの距離が所定の距離以下の道路であるか否かを特定する。また、上限横加速度設定部３３２は、走行予定の道路が自動車専用道路の連絡路であるときには、その連絡路が自動車専用道路の出口へ向かう連絡路であるか否かを特定する。

上限横加速度設定部３３２は、例えば、測位センサ１４によって測定された自己位置情報を、ストレージ装置１５に記憶されている地図情報に照合することで、走行予定の道路の種類を特定する。加えて、上限横加速度設定部３３２は、自己位置情報及び地図情報に加えて又はこれらの代わりに、車外カメラ１２によって生成された画像に基づいて、走行予定の道路の種類を特定してもよい。この場合、例えば、画像認識処理により生成された画像内の区画線を認識すると共に、認識された区画線によって把握される車線の数に基づいて走行予定の道路の種類を特定してもよい。

次いで上限横加速度設定部３３２は、走行予定の道路の種類に応じて、上限横加速度を設定する（ステップＳ３２）。上限横加速度は、車両１００がカーブ道路を走行する予定であるときに、車両１００に加わることが許容される横加速度の上限値である。車両１００に大きな横加速度が加わると、車両１００の乗員は不安を感じることから、上限横加速度は、基本的に乗員が不安を感じることのないような値に設定される。本実施形態では、上限横加速度は、道路の種類ごとに予め定められた一定値である。

具体的には、本実施形態では、上限横加速度設定部３３２は、車両１００が自動車専用道路の連絡路を走行するときの上限横加速度を、車両１００が自動車専用道路の本線を走行するときの上限加速度よりも低く設定する。具体的には、例えば、車両１００が連絡路を走行するときの上限横加速度が０．２Ｇに設定され、車両１００が本線を走行するときの上限横加速度が０．３Ｇに設定される。

ここで、一般に、乗員は道路幅が狭いほど、同一の横加速度に対して不安を感じやすい。また、自動車専用道路の連絡路は本線に比べて一般に道路幅が狭い。したがって、乗員は、同一の横加速度が車両１００に加わったときには、車両１００が連絡路を走行する場合は、車両１００が本線を走行する場合に比べて乗員は不安を感じやすい。これに対して、本実施形態では、車両１００が連絡路を走行するときの上限横加速度を車両１００が本線を走行するときの上限加速度よりも低く設定することで、車両１００が連絡路を走行するときに乗員が不安を感じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、上限横加速度設定部３３２は、車両１００が自動車専用道路の出口に向かう連絡路を走行するときの上限横加速度を、車両１００が本線に合流する連絡路（すなわち、自動車専用道路の出口に向かわない連絡路）を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する。具体的には、例えば、車両１００が自動車専用道路の出口に向かう連絡路を走行するときの上限横加速度を、車両１００が本線に合流する連絡路を走行するときの上限横加速度の８割程度又はそれ以下に設定する。

加えて、本実施形態では、上限横加速度設定部３３２は、連絡路のない本線出口までの距離が所定の基準距離以下の本線（すなわち、出口付近の本線）を走行するときの上限横加速度を、本線出口までの距離が基準距離よりも長い本線（すなわち、出口付近以外の本線）を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する。具体的には、連絡路のない本線出口までの距離が基準距離以下の本線を走行するときの上限横加速度を、本線出口までの距離が基準距離よりも長い本線を走行するときの上限横加速度の８割程度又はそれ以下に設定する。なお、基準距離は、本線出口に備えて一般にドライバが減速を開始するような距離であり、例えば、３００ｍである。

ここで、自動車専用道路の出口には料金所があるため、出口付近では車両１００の速度を大幅に低下させる必要がある。また、自動車専用道路の出口に料金所がない場合であっても、自動車専用道路の出口に続く一般道では、車両１００の速度を低下させる必要がある。したがって、自動車専用道路の出口付近では、車両１００の速度を低下させることが必要になる。本実施形態では、自動車専用道路の出口に向かう連絡路を走行するときの上限横加速度を低く設定することにより、道路の状況に合わせて違和感なく車両１００の速度を下げることができる。また、自動車専用道路の出口において運転交代を行う場合には、自動車専用道路の出口付近において車両１００の速度を低下させることにより、ドライバへの運転交代をより安全に行うことができるようになる。

上限横加速度設定部３３２によって上限横加速度が設定されると、道路曲率取得部３３３が、車両１００が走行する予定の道路の曲率を取得する（ステップＳ３３）。道路曲率取得部３３３は、例えば、現在の地点から３００ｍ先までの車両１００が走行する予定の道路の曲率を取得する。走行予定の道路は、例えば、ＥＣＵ２１によって別途算出され、道路曲率取得部３３３は、算出された走行予定の道路と、各道路についての曲率情報を含む地図情報とから、走行予定の道路の曲率を取得する。

具体的には、ＥＣＵ２１は、ＨＭＩ１６を介して入力された目的地情報、車両１００の周辺環境、測位センサ１４によって測定された自己位置、及びストレージ装置１５に記憶されている地図情報に基づいて、車両１００の走行予定の道路を算出する。特に、本実施形態では、車両１００が走行予定の道路が複数の車線を有する場合には、ＥＣＵ２１によって算出される走行予定の道路の情報には、車両１００が走行する予定の車線の情報が含まれていてもよい。

ストレージ装置１５に記憶された地図情報は、各道路の各地点毎の曲率情報を含む。特に、地図情報は、複数の車線を有する道路については、各車線の各地点毎に、その車線の曲率情報を含んでいてもよい。いずれにせよ、道路曲率取得部３３３は、走行予定の道路の曲率を車両１００の進行方向に沿って離散された点群データとして取得する。

図７は、本線Ｒｍから連絡路Ｒｃが分岐している自動車専用道路の例を概略的に示す図である。図７に示した例では、連絡路Ｒｃは、本線Ｒｍから分岐した後に、屈曲角が９０度のカーブ道路を有する。このカーブ道路は、曲率が徐々に大きくなるクロソイド領域Ｘと、曲率が一定に維持される曲率一定領域Ｙと、曲率が徐々に小さくなるクロソイド領域Ｚとを有する。したがって、この場合、道路曲率取得部３３３は、クロソイド領域Ｘについては徐々に大きくなる曲率を離散的に取得し、曲率一定領域Ｙについては一定の曲率を離散的に取得し、クロソイド領域Ｚについては徐々に小さくなる曲率を離散的に取得する。

なお、本実施形態では、道路曲率取得部３３３は、上限横加速度設定部３３２によって上限横加速度が設定された後に、走行予定の道路の曲率を取得している。しかしながら、道路曲率取得部３３３は、上限横加速度設定部３３２によって上限横加速度が設定される前に、又は上限横加速度を設定するのと同時に、走行予定の道路の曲率を取得してもよい。また、本実施形態では、道路曲率取得部３３３は、走行予定の道路の曲率を取得している。しかしながら、道路曲率取得部３３３は、走行予定の道路の曲率に関する曲率パラメータであれば、曲率半径など、他の曲率パラメータを取得してもよい。したがって、本実施形態では、横Ｇ上限速度は、走行予定の道路の曲率パラメータの値に基づいて算出されるといえる。

車両１００の上限横加速度が設定されると共に走行予定の道路の曲率が取得されると、上限速度設定部３３４は、走行予定の道路の各地点における横Ｇ上限速度を算出する（ステップＳ３４）。走行予定の道路の各地点における横Ｇ上限速度は、基本的に、走行予定の道路の各地点の曲率に基づいて、その道路の各地点を車両１００が走行すると車両１００の横加速度が上限横加速度になるように算出される。以下、図８を参照して、上限速度設定部３３４における横Ｇ上限速度の算出手法を具体的に説明する。

図８は、車両１００が図７に示したような連絡路Ｒｃを走行する予定であるときの、走行予定の道路の曲率及び横Ｇ上限速度を示す図である。図８の横軸は、車両１００の現在地点からの距離を表している。図中の曲率に関して、実線は、現在地点に対する実際の曲率の推移（道路曲率取得部３３３によって取得された曲率の推移）を表している。したがって、曲率は、領域Ｘにおいて徐々に大きくなり、領域Ｙにおいて一定に維持され、領域Ｚにおいて徐々に小さくなる。

本実施形態では、上限速度設定部３３４は、横Ｇ上限速度を算出するにあたって、ステップＳ３３で取得された、走行予定の道路の曲率を補正する。具体的には、上限速度設定部３３４は、カーブ道路において曲率が最大となる領域が拡がるように、走行予定の曲率を補正する。図８に示した例では、曲率が最大となっている領域Ｙの前後に予め定められた所定距離Δｄを加えた領域が、カーブ道路において曲率が最大となる領域になるように、走行予定の道路の曲率が補正される。その結果、走行予定の道路の補正後の曲率は、図８に破線で示したように推移する。

上限速度設定部３３４は、このようにして算出された走行予定の道路の補正後の曲率と、走行予定の道路の上限横加速度とに基づいて算出される。例えば、各地点での横Ｇ上限速度Ｖｇは、各地点の上限横加速度ａをその地点の補正後の曲率ｃで除算したものの平方根とされる（Ｖｇ＝（ａ／ｃ）^1/2）。このようにして算出された横Ｇ上限速度は、図８において実線で示されている。

＜再加速上限速度の算出＞
ところで、車両１００が連絡路を走行している際には、速度制御部３３１は、急なカーブ道路の走行中に車両１００の横加速度を制限するために、車両１００の速度を基準上限速度未満にまで減速させることがある。また、速度制御部３３１は、車両１００が連絡路を走行している際に、車両１００の前の遅い先行車両に追従して、車両１００の速度を基準上限速度未満にまで減速させることがある。本実施形態では、このような場合に、速度制御部３３１は、急なカーブ道路が直線的な道路に変化したり、遅い先行車両がいなくなったりしても、車両１００の上限速度を基準上限速度よりも低い再加速上限速度以下に設定する。以下では、図９を参照して、再加速上限速度の算出方法について説明する。

図９は、図５のステップＳ２３で行われる、再加速上限速度の算出処理の流れを示すフローチャートである。図示した再加速上限速度は、図５に示した上限速度の設定処理にて、ステップＳ２３に到達する毎に実行される。

再加速上限速度の算出処理では、まず、上限速度設定部３３４が、車両１００が現在走行中の道路の種類を特定する（ステップＳ４１）。道路の種類の特定は、図６のステップＳ３１と同様に、例えば、測位センサ１４によって測定された自己位置情報及びストレージ装置１５に記憶されている地図情報に基づいて行われる。

次いで、上限速度設定部３３４は、ステップＳ４１において特定された走行中の道路の種類に基づいて、車両１００が連絡路を走行中であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。ステップＳ４２において、車両１００は連絡路を走行中でない、すなわち本線を走行中であると判定された場合には、上限速度設定部３３４は、再加速上限速度の算出処理の結果としては再加速上限速度を算出せずにリセットする（ステップＳ４３）。

一方、ステップＳ４２において、車両１００は連絡路を走行中であると判定された場合には、上限速度設定部３３４は、再加速上限速度を算出する（ステップＳ４４）。再加速上限速度は、基準上限速度よりも低い予め定められた速度である。本実施形態では、道路の種類と再加速上限速度との関係が予めストレージ装置１５に格納されている。そして、上限速度設定部３３４は、ステップＳ４１において特定された走行中の道路の種類と、ストレージ装置に格納されている関係とに基づいて再加速上限速度を算出する。

特に、本実施形態では、車両１００が自動車専用道路の出口へ向かう連絡路を走行しているときの再加速上限速度は、本線に合流する連絡路を走行しているときの再加速上限速度よりも低く算出される。ここで、上述したように、自動車専用道路の出口付近では、車両１００の速度を低下させる必要がある。本実施形態によれば、自動車専用道路の出口に向かう連絡路を走行するときの再加速上限速度を低く算出することにより、道路の状況に合わせて違和感なく車両１００の速度を下げることができる。

次いで、上限速度設定部３３４は、車両１００の速度が、再加速上限速度未満になるまで減速されたか否かを判定する（ステップＳ４５）。車両１００の速度は、例えば車両１００の走行状態センサ１１によって検出される。ステップＳ４５において、車両１００の速度が再加速上限速度以上であると判定された場合、すなわち連絡路において車両１００はそれほど減速されていないと判定された場合には、上限速度設定部３３４は再加速上限速度の算出処理の結果としては再加速上限速度を算出せずにリセットする（ステップＳ４３）。したがって、車両１００の速度が再加速上限速度以上であるときには、再加速上限速度は設定されず、よって図５のステップＳ２４では基準上限速度及び横Ｇ上限速度のうち遅い方の速度が上限速度に設定される。

一方、ステップＳ４５において、車両１００の速度が再加速上限速度未満であると判定された場合には、上限速度設定部３３４は、再加速上限速度をリセットせずに、ステップＳ４４において算出された値のまま維持する。したがって、この場合、図５のステップＳ２４では、基準上限速度、横Ｇ上限速度及び再加速上限速度のうち最も遅い速度が上限速度に設定される。この結果、本実施形態では、連絡路を走行中に横加速度が再加速上限速度未満になるまで車両を減速した後に再度加速する場合、横Ｇ上限速度がこの再加速上限速度よりも速いときには、再加速上限速度が上限速度として設定されることになる。

ここで、一般に、車両１００が本線から連絡路に侵入したときは車両１００の速度は比較的速く、連絡路を走行していくに従って徐々に速度が遅くなっていく。このため、連絡路を走行中に車両１００の速度が一旦遅くなると、ドライバはその後に車両１００が元の速度まで加速することに違和感を感じる。本実施形態によれば、連絡路を走行中に車両１００の速度が何らかの障害で一旦遅くなると、その後その障害がなくなっても連絡路の走行中に車両１００の速度が元の速度にまで戻ることはないため、ドライバが違和感を感じることが抑制される。

なお、上記実施形態では、上限速度設定部３３４は、ステップＳ４４では車両１００の速度が再加速上限速度未満まで減速されたか否かを判定している。しかしながら、上限速度設定部３３４は、ステップＳ４４では、再加速上限速度よりも低い所定の速度未満まで減速されたか否かを判定してもよい。これにより、ヒステリシスを持たせることができる。

また、上限速度設定部３３４は、ステップＳ４４において車両１００の速度が多段的な再加速上限速度未満まで減速されたか否かを判定し、多段的な再加速上限速度未満まで減速されたと判定した場合には、再加速上限速度を多段的に設定してもよい。例えば、上限速度設定部３３４は、車両１００の速度が第１速度未満且つ第２速度以上の速度まで減速された場合には再加速上限速度を第１速度に設定し、車両１００の速度が第２速度未満且つ第３速度以上の速度まで減速された場合には再加速上限速度を第２速度に設定し、車両１００の速度が第３速度未満まで減速された場合には再加速上限速度を第３速度に設定してもよい。

＜作用・効果＞
上述したように、乗員は道路幅が狭いほど、同一の横加速度に対して不安を感じやすい。また、自動車専用道路の連絡路は本線に比べて一般に道路幅が狭い。本実施形態では、車両１００が連絡路を走行するときの上限横加速度を車両１００が本線を走行するときの上限加速度よりも低く設定することで、車両１００が連絡路を走行するときに乗員が不安を感じることを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、車両が走行している道路の種類によらずに、車両の横加速度が適切になるように車両の速度を制御することができる。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

１ 自動速度制御システム
２１ ＥＣＵ
３１ 通信インターフェース
３２ メモリ
３３ プロセッサ
１００ 車両
３３１ 速度制御部
３３２ 上限横加速度設定部
３３３ 道路曲率取得部
３３４ 上限速度設定部

Claims (6)

1. 車両の速度を自動的に制御する自動速度制御装置であって、
   前記車両の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定する上限横加速度設定部と、
   前記車両が走行する予定の道路の曲率に関する曲率パラメータの値を取得する道路曲率取得部と、
   前記道路の曲率パラメータの値に基づいて該道路を前記車両が走行すると該車両の横加速度が前記上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定する上限速度設定部と、
   前記上限速度以下になるように車両の速度を制御する速度制御部と、を有し、
   前記上限横加速度設定部は、前記車両が自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は本線から分岐する連絡路を走行するときの上限横加速度を、前記車両が自動車専用道路の本線を走行するときの上限横加速度よりも低く設定し、
   前記上限速度設定部は、上限横加速度になるような車両の速度が前記上限横加速度とは無関係に設定された所定の基準上限速度よりも速いときには、基準上限速度を上限速度として設定し、
   前記連絡路を走行中に前記車両の速度が所定の再加速上限速度未満になるまで車両を減速した後に再度加速する場合、前記上限横加速度になるような車両の速度が前記再加速上限速度よりも速いときには、該再加速上限速度を上限速度として設定し、
   前記再加速上限速度は、前記基準上限速度よりも低い、自動速度制御装置。
2. 前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
   前記上限速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行しているときの再加速上限速度を、本線に合流する連絡路を走行するときの再加速上限速度よりも低く設定する、請求項１に記載の自動速度制御装置。
3. 前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
   前記上限横加速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行するときの上限横加速度を、本線に合流する連絡路を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する、請求項１又は２に記載の自動速度制御装置。
4. 前記上限横加速度設定部は、前記連絡路のない本線出口までの距離が所定距離以下の本線を走行するときの上限横加速度を、前記本線出口までの距離が前記所定距離よりも長い本線を走行するときの上限横加速度よりも低く設定する、請求項１～３のいずれか１項に記載の自動速度制御装置。
5. 車両の速度を自動的に制御する自動速度制御方法であって、
   前記車両の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定することと、
   前記車両が走行する予定の道路の曲率に関する曲率パラメータの値を取得することと、
   前記道路の曲率パラメータの値に基づいて該道路を前記車両が走行すると該車両の横加速度が前記上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定することと、
   前記上限速度以下になるように車両の速度を制御することと、を含み、
   前記車両が自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は本線から分岐する連絡路を走行するときの上限横加速度は、前記車両が自動車専用道路の本線を走行するときの上限横加速度よりも低く、
   上限横加速度になるような車両の速度が前記上限横加速度とは無関係に設定された所定の基準上限速度よりも速いときには、基準上限速度を上限速度として設定することと、
   前記連絡路を走行中に前記車両の速度が所定の再加速上限速度未満になるまで車両を減速した後に再度加速する場合、前記上限横加速度になるような車両の速度が前記再加速上限速度よりも速いときには、該再加速上限速度を上限速度として設定することと、を更に含み、
   前記再加速上限速度は、前記基準上限速度よりも低い、自動速度制御方法。
6. 車両の速度を自動的に制御する自動速度制御プログラムであって、
   前記車両の走行中に許容される横加速度の上限値である上限横加速度を設定し、
   前記車両が走行する予定の道路の曲率に関する曲率パラメータの値を取得し、
   前記道路の曲率パラメータの値に基づいて該道路を前記車両が走行すると該車両の横加速度が前記上限横加速度になるような車両の速度を算出し、算出された速度を上限速度として設定し、
   前記上限速度以下になるように車両の速度を制御する、ことをコンピュータに実行させ、
   前記車両が自動車専用道路の本線に合流する連絡路又は本線から分岐する連絡路を走行するときの上限横加速度は、前記車両が自動車専用道路の本線を走行するときの上限横加速度よりも低く、
   上限横加速度になるような車両の速度が前記上限横加速度とは無関係に設定された所定の基準上限速度よりも速いときには、基準上限速度を上限速度として設定し、
   前記連絡路を走行中に前記車両の速度が所定の再加速上限速度未満になるまで車両を減速した後に再度加速する場合、前記上限横加速度になるような車両の速度が前記再加速上限速度よりも速いときには、該再加速上限速度を上限速度として設定する、ことを更にコンピュータに実行させ、
   前記再加速上限速度は、前記基準上限速度よりも低い、自動速度制御プログラム。

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