JPWO2015087395A1 - 走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
レーダの原理上、ドップラ周波数から求める距離と速度は、前記のような直接見えない車両に対しても比較的正確に検出できるが、電波の強度の差から求める方向の精度は、直近の前方車両に比べて大きく劣化する。そのため、駐車車両が多く存在する一般道路では、直近の前方車両より先で停止している車両が、交差点の赤信号に従い自車線上で停止している停止車両であって自車は減速を必要とする状況か、駐車車両であって自車は減速せずに横を通過することが可能な状況かを判断できないため、直近の前方車両より先の車両に対する減速を実用上は行うことができず、直近の前方車両の情報のみに頼って減速することしかできなかった。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による走行制御装置10の構成を示すブロック図である。
走行制御装置10は、交差点停止車両判断部12と車両停止位置予測部13を有する交差点処理部11、走行モード切替部14、および走行速度制御部15で構成され、外部装置として前方車両検知装置1、前方交差点距離取得装置2、走行速度設定装置3、車両情報提供装置4、ブレーキ制御装置5、パワートレイン制御装置6、および報知装置7が接続されている。これらの外部装置は、走行制御装置10に内蔵されていてもよい。または、走行制御装置10の一部または全部の構成要素が、外部装置に内蔵されていてもよい。
前方車両検知装置1は、前方車両の距離、速度および方向を検知できればよいので、ミリ波レーダなどの車載センサを用いず、通信手段を用いて、車車間通信またはテレマティックス等のサーバを経由してお互いの車両位置情報を入手してもよい。
さらに、前方車両検知装置1が通信手段を備えている場合、インフラ側に車両検知装置と通信装置が設置されている交差点等に接近し、インフラ側の情報を受信できる際に、インフラ側から受信した情報に含まれる交差点周辺の車両位置を利用してもよい。
道程距離とは、道路に沿った距離であり、カーブではそのカーブ形状に沿った距離となる。
前方交差点距離取得装置2は、交差点までの道程距離を取得できればよいので、車載のナビゲーション装置等の地図データを使わず、スマートフォンなどの通信手段を経由してサーバ上にある地図データを参照し、交差点までの道程距離を取得してもよいし、スマートフォン上に予めダウンロードされた地図データを利用してもよい。
さらに、前方交差点距離取得装置2は、インフラ側に通信装置が設置されている交差点等に接近し、インフラ側の情報を受信できる際に、インフラ側から受信した情報に含まれる交差点の道路線形情報(交差点までの距離、道路形状、交差点の大きさ、一時停止の位置等)を利用してもよい。
走行速度設定装置3は走行速度の設定ができればよいので、例えば、カーナビゲーション装置の地図データに予め設定された規制速度、通信手段を経由して入手した規制速度、道路標識を認識して入手した規制速度などの上限速度を走行速度に設定してもよい。
また、走行速度設定装置3は、カーナビゲーション装置等の地図データを使って、カーブ等を走行する際に規制速度より低い適切な速度に可変する機能を持っていてもよい。
さらに、走行速度設定装置3は、インフラ側に通信装置が設置されている道路を走行する際に、トンネルまたは勾配が変化するサグ部と呼ばれる渋滞が発生しやすい箇所に設置された通信装置から指定された速度を走行速度に設定してもよい。
交差点処理部11の車両停止位置予測部13は、交差点停止車両判断部12が前方交差点に停止車両が存在すると判断した場合に、自車両および前方車両がその停止車両に接近して停止する位置を予測する。また、車両停止位置予測部13は、前方交差点での自車の停止が予測された場合等に、報知装置7を介してドライバに報知させる。
交差点停止車両判断部12の停止車両判断方法、および車両停止位置予測部13の停止位置予測方法の詳しい動作は別途説明する。
これら走行モード切替部14と走行速度制御部15が協働して、オートクルーズ機能を実現している。
図2は、走行制御装置10を用いた場合の交差点での減速例を示す。なお、図2に示す停止位置推定範囲Aの詳細は後述する。
図2の上部に示す道路地図において、自車100は道路200を規制速度で走行中であり、自車100の前方を先行車101がわずかに高い速度で走行しているため、追従状態ではないが、追従状態であっても無くても走行制御装置10は同様の動作をするので、追従状態の説明は割愛する。
追従中またはこれから追従する先行車101は、まだ減速を開始していないが、先行車101より前方の先行車102,103は、前方交差点201で赤信号(不図示)または一時停止などにより停止している状態である。対向車104は、赤信号等により前方交差点201に停止している。
また、車両が一定速度で減速する場合、グラフ横軸が時間であれば速度変化は直線になるが、横軸が距離のため積分され曲線になる。図2、後述する図3、図4では説明を簡単にするために速度変化を折れ線にしているが、厳密には二次曲線になる。
上記のように、この発明では、走行モードを交差点付近で切り替えることで、追従中であっても、乗り心地の良い燃費向上運転を行うことができる。
現在の時刻をt1として、時刻t1の自車100、先行車101〜103、対向車104の位置を、図4の上部の道路地図上に示す。そのときの自車100および先行車101〜103の速度と前方交差点201までの距離の関係を、図4の下部のグラフに示す。交差点処理部11は、前方車両検知装置1を介して周期的に各車の速度と位置(距離)の情報を取得しており、時刻t1から一定時間後の時刻t2までの各車の速度と距離の変化をグラフに実線で示す。
なお、前に示した図2のように、先行車102,103が既に停止している場合は、予測停止位置P102,P103と実際の停止位置は同じとなる。
このように、先行車が減速を開始していれば、先行車が停止していなくても、停止位置を予測することができる。
図4に示した車両停止位置予測部13の動作は、前方交差点201に接近している車両に対して行われる。前方交差点201に接近している車両と見なす範囲を停止位置推定範囲Aとして、前方交差点201の中心から一定の距離の範囲までを対象とする。前方交差点201の大きさは場所によって異なるため、前方交差点201から停止線202までの距離203が大きい場合は、停止位置推定範囲Aをそれに応じて補正する必要がある。
また、カーナビゲーション装置等が有する地図データに停止線202の位置情報があれば、その停止線202から一定距離の範囲を停止位置推定範囲Aとし、その停止位置推定範囲Aで停止または減速を行っている車両に対して停止位置を予測すればよいが、通常のナビゲーション装置では停止線202の位置までは記録されていないため、停止線202の位置を推定する必要がある。
図4に示すように、交差点中心204から停止線202までの距離203は、交差する道路の幅などの交差点属性情報からある程度推定できるので、地図データの交差点属性情報中に交差する道路の道路幅の情報があれば、交差点停止車両判断部12は、停止線202までの距離203を「道路幅の半分+一定距離」として推定することができる。
他方、交差点属性情報中に道路幅の情報が無い場合は、車線数、道路の種別(一般生活道路か、国道等の主要道路かなど)、地図データに含まれる様々な属性情報から道路幅を推測すればよい。
図5は、小さな前方交差点201−1の例、図6は、大きな前方交差点201−2の例である。本例では、ナビゲーション装置が有する地図データに、大きな交差点だけ車線数が予め記録されているものとする。
小さな前方交差点201−1では、交差点中心204から停止線202までの距離203も小さいため、交差点停止車両判断部12は、推定した距離(例えば、10m)に一定距離(例えば、普通車1台から4台程度の停止を想定して40m)を加算して、停止位置推定範囲Aは50mと判断する。そして、車両停止位置予測部13は、停止位置推定範囲A=50mに存在する車両121,122を前方交差点201−1に赤信号等により停止している信号停止車両と判断し、停止位置推定範囲Aから外れた車両120は駐車車両と判断すればよい。
また、車両停止位置予測部13は、前方交差点201−1から停止位置推定範囲A=50mの間で、自車100の予測停止位置P100を予測すればよい。
なお、一定距離として示した40mは一例であり、パラメータとして調整可能にしてもよいし、普段の交通量等に応じて異なる距離を地図データ上に予め設定しておいてもよい。
(1)交差点停止車両の判断と車両停止位置の予測処理
この車両停止位置の予測処理では、走行制御装置10が搭載された自車両が、交差点に接近している状況にあると想定して説明を行う。
交差点停止車両判断部12は、前方交差点距離取得装置2から入手した情報の中から、自車位置から直近の前方交差点までの距離を取得する(ステップST1)。また、交差点停止車両判断部12は、前方交差点距離取得装置2から入手した情報に含まれる、前方交差点の停止線の情報および交差する道路幅など、停止線の位置を推定する情報を元に、停止線位置を推定する。前方交差点距離取得装置2から入手した情報中に、停止線の位置を推定する情報が特にない場合は、標準的な交差点の大きさにおける停止線位置を設定する(ステップST2)。続けて交差点停止車両判断部12は、前方交差点の交差点中心から一定距離範囲を停止位置推定範囲(例えば、図4の停止位置推定範囲A)に設定し、ステップST2で推定した停止線位置に応じてこの停止位置推定範囲を補正する(ステップST3)。停止位置推定範囲は、交差点中心からどこまでの範囲の停止車両を前方交差点で一時停止している停止車両として認識するかを判断するものであり、交差点中心から停止線までの距離が大きい場合には停止位置推定範囲を広げる補正を行う。
その後、フローはステップST1の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
(2)走行モード切り替えおよび目標速度の演算処理
一般的なオートクルーズ装置では、走行中にオートクルーズ用の速度設定スイッチ等が押されることで、現在の車速が走行速度設定値として記録される。その他の走行速度設定例として、例えば、カーナビゲーション装置の地図データに含まれる道路の規制速度、車載カメラで入手した速度標識の認識結果等を、走行速度設定値としてもよい。
走行速度設定装置3は、上述したような走行速度設定動作を行って、走行速度設定値を記憶する。
最適な減速目標カーブは、車両のパワートレインの種類により変わるため、走行モード切替部14は、ガソリン車用またはディーゼル車用のエンジンブレーキ、ハイブリッド車用または電気自動車用の回生ブレーキの大きさ等により異なる設定をする。例えば、エンジンブレーキでの減速度は少なめとし(長い距離で停止)、回生によりエネルギを回収できるハイブリッド車および電気自動車は減速度を大きめに(短い距離で停止)設定する。状況により回生量を変える必要がある場合は、動的に減速度を設定できるようにしてもよい。
その後、フローはステップST10の処理に戻り、上述した処理を繰り返す。
走行速度制御部15は、走行モード切替部14がセットした目標速度で走行するよう、ブレーキ制御装置5およびパワートレイン制御装置6を制御する。
上記の可能性を考慮し、「先頭車両が発進した場合」という条件に加え、停止車両の台数に応じたモード解除待機時間を設けて、走行モード切替部14において先頭車両が発進してから交差点減速モードを解除するまでの時間を遅らせるようにすることで、円滑な運転を実施できるようにしてもよい。
これにより、図9のステップST12の判定を経て、交差点減速モード以外の走行モードに移行する(つまり、交差点減速モードが解除される)。
また、交差点減速モードが解除されたときは加速に移る可能性が高いので、アイドリングストップを禁止、またはアイドリングストップに入る上限速度を下げる(例えば、5km/h)ことで、再加速時のエンジンの始動遅れによる走行フィーリングの悪化を防止しつつ、極力燃料を節約することができる。
走行制御装置10は電源が投入されると待機状態30になる。
待機状態30でも、前方車両検知装置1が検知する前方の車両の情報などは入力されており、図8の動作等が実行されている。
ただし、減速中に、直近の前方車両が自車の減速度以上に減速し、接近した場合は、速やかに前車追従走行モード33に切り替える。
また、オートクルーズを動作させていないときでも、交差点で停止する必要があるとき、つまり車両停止位置予測部13により自車の予測停止位置がセットされた場合は、交差点処理部11から報知装置7に指示してドライバに報知することが好ましい。これにより、例えば前方がトラックなどで、自車のドライバから赤信号が見えない場合でも、交差点で停止する必要性を報知することができ、トラックが交差点で急減速したとしてもドライバが対応できるようになる。
走行モード切替部14は、緊急ブレーキにより自車両が停止し、前方車両または障害物が無くなった場合に待機状態30に切り替える。
この発明の走行制御装置は、自車から前方車両それぞれまでの距離情報、および自車の前方に存在する交差点までの距離情報に基づいて、前方車両が交差点で停止している停止車両か否かを判断する交差点停止車両判断部と、交差点停止車両判断部により前方車両が停止車両であると判断された場合に、当該停止車両の距離情報に基づいて自車の交差点での停止位置を予測する車両停止位置予測部と、少なくとも、追従車両の速度を目標にして走行する前車追従走行機能を実行する前車追従走行モードと、追従車両が減速を開始していなくても、車両停止位置予測部により予測された自車の停止位置を目標にして減速する交差点減速モードとを切り替えて実施する走行モード切替部とを備え、走行モード切替部は、交差点停止車両判断部により停止車両と判断された前方車両のうちの先頭車両が発進を開始したと判断した場合に、停止車両の台数に基づいて交差点減速モードを解除する時間を遅らせるものである。
Claims (12)
- 自車より前方に存在する1台以上の前方車両のうち、直近の前方車両を追従車両として追従走行する前車追従走行機能を有する走行制御装置において、
前記自車から前記前方車両それぞれまでの距離情報、および前記自車の前方に存在する交差点までの距離情報に基づいて、前記前方車両が前記交差点で停止している停止車両か否かを判断する交差点停止車両判断部と、
前記交差点停止車両判断部により前記前方車両が前記停止車両であると判断された場合に、前記停止車両の距離情報に基づいて前記自車の前記交差点での停止位置を予測する車両停止位置予測部とを備えることを特徴とする走行制御装置。 - 前記車両停止位置予測部は、前記自車から前記前方車両それぞれまでの距離情報の変化から前記前方車両それぞれの走行速度の変化を求めて前記交差点での停止位置を予測し、当該予測した停止位置に基づいて前記前方車両が前記交差点で停止する前記停止車両か否かを判断すると共に、前記自車の前記交差点での停止位置を予測することを特徴とする請求項1記載の走行制御装置。
- 前記交差点停止車両判断部は、前記交差点の属性情報に基づいて前記交差点の中心から停止線までの距離を推測し、当該推測した距離に一定距離を加算して停止位置推定範囲を設定し、当該停止位置推定範囲内で停止する前記前方車両を前記停止車両と判断することを特徴とする請求項1記載の走行制御装置。
- 前記交差点停止車両判断部は、前記自車から前記前方車両それぞれまでの距離情報および前記交差点までの距離情報に基づいて前記前方車両が連続して停止していると判断した場合に、前記停止位置推定範囲を広げることを特徴とする請求項3記載の走行制御装置。
- 少なくとも、前記追従車両の速度を目標にして走行する前記前車追従走行機能を実行する前車追従走行モードと、前記追従車両が減速を開始していなくても、前記車両停止位置予測部により予測された前記自車の停止位置を目標にして減速する交差点減速モードとを切り替えて実施する走行モード切替部を備えることを特徴とする請求項1記載の走行制御装置。
- 前記走行モード切替部は、前記交差点停止車両判断部により前記停止車両と判断された前記前方車両が発進を開始したと判断した場合に、前記交差点減速モードを解除することを特徴とする請求項5記載の走行制御装置。
- 前記走行モード切替部は、前記交差点停止車両判断部により前記停止車両と判断された前記前方車両が発進を開始したと判断した場合に、前記停止車両の台数に基づいて前記交差点減速モードを解除する時間を遅らせることを特徴とする請求項5記載の走行制御装置。
- 前記走行モード切替部は、前記自車の駆動源の種別毎に異なる減速度で減速する前記交差点減速モードを有し、前記駆動源の種別に応じて前記交差点減速モードを切り替えて実施することを特徴とする請求項5記載の走行制御装置。
- 前記自車がアイドリングストップに入る上限速度を制御する走行速度制御部を備え、
前記走行速度制御部は、前記自車の駆動源の種別が内燃機関である場合に、前記交差点減速モード実施中の前記アイドリングストップに入る上限速度を、前記交差点減速モードでない場合に比して高く設定することを特徴とする請求項8記載の走行制御装置。 - 前記交差点停止車両判断部は、前記走行モード切替部が前記交差点減速モードに切り替えた場合に、前記自車に搭載された報知装置を介してドライバへ、前記交差点減速モードを実施する旨を報知することを特徴とする請求項5記載の走行制御装置。
- 前記交差点停止車両判断部は、前記前方車両が前記停止車両であると判断した場合に、前記自車に搭載された報知装置を介してドライバへ、前記交差点での前記自車の停止が予測される旨を報知することを特徴とする請求項1記載の走行制御装置。
- ミリ波レーダあるいは車車間通信を使用して前記自車から前記前方車両それぞれまでの距離情報を取得する前方車両検知装置を備えることを特徴とする請求項1記載の走行制御装置。
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