JPWO2018230095A1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明の車両制御装置は、温度変化等に起因して車間距離の計測の補正を必要としている状況下においても、違和感の少ない車両の加減速制御をドライバに提供することを目的とする。 本発明は、視差画像によって得られた先行車に対する車間距離と、相対速度と、に応じて車両の加減速制御を行う車両制御装置（１００）において車間距離が一定未満で車両の加減速制御を行い、温度変化による歪みや取り付け位置の不備により視差画像を正しい状態で取得できない場合、取得した視差画像より、歪みや不備を補正する補正手段（２３０）を備え、補正手段による補正動作中、車両の加減速制御の開始タイミングを変更する。

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両の運転操作において、運転者の負担を軽減するため、レーダーやカメラを用いて先行車両との車間距離、及び、相対速度を計測し、ドライバがアクセル、ブレーキの操作を行わずとも、先行車両に追従走行を行う技術が知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。

特許文献１の制御装置では、複数のカメラによるステレオ視を用いて先行車との車間距離を計測している。

特許文献２の検出距離誤差を補正する手法では、各カメラに撮像された画像の消失点から、カメラの向きを推定し、視差画像から車間距離を計算する際に検出距離誤差の補正をしている。

特開２００９−１４９２５４号公報 特開２０１６−１７６９１９号公報

しかしながら、前記従来の技術では、カメラの向きを推定するために基準とする画像を数十秒から数分の間取得して行わなければ、検出か距離誤差の正しい補正量を計算する事が出来ない。検出距離誤差の正しい補正量が計算出来ていない状態で車間距離制御を行うと、相対速度が本来の値より大きくなって急減速を行ってしまうため、制御を強制解除してしまう場合もあるが、その間、ドライバは追従走行を自ら行わなければならず、煩わしさを感じてしまうため、望ましくない。

一方、検出距離誤差の正しい補正量の計算が出来ていない場合でも、カメラの向きのずれに対して検出距離誤差が小さくできれば、安全な制御を行う事が出来るため、例えばカメラの設置位置を遠ざける方法や、温度変化や経年変化に強い耐性を持つ素材を使う方法もあるが、カメラの設置位置を遠ざける場合、デザイン性の制約や、取り付け位置調整の困難さによる生産性の低下、重量増加による燃費悪化、材料費の増加がある。また、温度変化や経年変化に強い耐性を持つ素材を使う場合も、車載に耐えられる強度や難燃性などを両立させようとすると材料費が増加してしまうため望ましくない。

そのため、ステレオ視を用いて先行車との距離を計測するカメラは小型且つ軽量、そして、安価な材料を用いて構成されるのが望ましいが、検出距離誤差が大きい場合に、車間距離制御を行うと、急減速が発生してしまい、ドライバに対しての違和感が大きく制御を実施することが出来ないという問題がある。

前記の問題に対して、本発明に係る車両制御装置は、視差画像によって得られた先行車に対する車間距離と、相対速度と、に応じて車両の加減速制御を行う車両制御装置において、前記車間距離が一定未満で前記車両の加減速制御を行い、温度変化による歪みや取り付け位置の不備により前記視差画像を正しい状態で取得できない場合、取得した前記視差画像より、前記歪みや前記不備を補正する補正手段を備え、前記補正手段による補正動作中、前記車両の加減速制御の開始タイミングを変更する。

本発明の車両制御装置によれば、温度変化等に起因して車間距離の計測の補正を必要としている状況下においても、違和感の少ない車両の加減速制御をドライバに提供する事が可能となる。

ＡＣＣの車両システム構成ブロック図 ステレオカメラの構成ブロック図 ステレオカメラのステレオ視による式の説明図 ステレオカメラのステレオ視によるズレの記号の説明図 ＡＣＣの目標加速度計算フローチャート 先行車に対する加速度を計算する処理のフローチャート エンジンへの加速度要求を計算する処理のフローチャート ブレーキへの加速度要求を計算する処理のフローチャート 先行車追いつき時の目標加速度波形 先行車追いつき時の目標加速度波形（条件無効適用時）

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態である車両制御装置を説明する。
車両制御装置は、車両に搭載され、図１のようなブロック図に従って車両を構築する。

車両制御装置１００をステレオカメラ２００と接続し、ステレオカメラ２００で計測した車間距離を車両制御装置１００へ通信によって送信する。また、車輪に取り付けられた車輪速センサ３００を車両制御装置１００と接続し、車輪速センサ３００でタイヤ９００の回転数を計測し、自車両の速度を車両制御装置１００へ送信する。また、ＡＣＣ（ａｃｔｉｖｅ ｃｒｕｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）スイッチ７００を車両制御装置１００と接続し、ドライバのスイッチ操作情報を車両制御装置１００へ送信することで、ドライバのＡＣＣ制御開始、ＡＣＣ制御解除、ＡＣＣ走行時の設定速度を判断する。この構成により、車両制御装置１００は車間距離、自車速度、ＡＣＣ走行時の設定速度を得ることで、制御量の計算を行う。

また、車両制御装置１００は算出した制御量に基づいて、ブレーキでの制御量、エンジンでの制御量を算出、ドライバへの報知方法を決定する。

算出したブレーキでの制御量は、車両制御装置１００に接続したブレーキコントロールユニット４００に通信で送信され、ブレーキコントロールユニット４００はアクチュエータであるブレーキ４１０を動作させ、タイヤ９００に対する摩擦力を用いて車両の減速度を制御する。

更に、エンジンでの制御量は、車両制御装置１００に接続したエンジンコントロールユニット５００に通信で送信され、エンジンコントロールユニット５００はエンジン５１０を動作させる。エンジン５１０で発生した加速力は、トルクコンバータ５２０、トランスミッション５３０、ファイナルギア５４０を通して倍力され、タイヤ９００に伝えることで、車両の加速度を制御する。

更に、車両制御装置１００で決定したドライバへの報知方法は、車両制御装置１００に接続されたメータコントロールユニット６００に通信で送信させる事で、メータコントロールユニット６００によるブザー６２０を用いての警告や、表示装置６１０を用いての制御状態通知などを行う。
なお、上述する接続は、ＣＡＮ（カーエリアネットワーク）を用いて行われる。

次に図１に記載した各ブロックにどのような機能を持つのかの詳細を説明する。
ステレオカメラ２００の構成を図２に示す。ステレオカメラ２００は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ（右）２１０と、ＣＣＤカメラ（左）２２０（ＣＣＤカメラ（右）２１０とＣＣＤカメラ（左）２２０を総称して「撮像部」という）を持ち、ＣＣＤカメラ（右）２１０とＣＣＤカメラ（左）２２０で得た画像を画像処理２３０に入力して車間距離を測定する。車間距離は、通信処理２５０を通して車両のＣＡＮバスを通して車両制御装置１００へ送信する。車間距離は、画像処理２３０によって、左右のＣＣＤカメラから得られた画像を処理して車間距離を計測するが、その原理を、図３を用いて説明する。

図３はＣＣＤカメラ（右）２１０、ＣＣＤカメラ（左）２２０、検出対象Ａの位置関係を示す図である。ＣＣＤカメラ（右）２１０、ＣＣＤカメラ（左）２２０、は、車両の前進方向に対して撮像面を向け、地面に対して水平に取り付けする。そして、車両の側面に向けての方向をＸ軸とし、Ｘ軸に対して直行し、検出対象Ａのある方向、つまり車両の前進方向をＹ方向と定義する。検出対象Ａはカメラの設置位置よりＹ方向にｌの距離が離れている。また、ＣＣＤカメラ（右）２１０、ＣＣＤカメラ（左）２２０の焦点距離をｆとする。また、ＣＣＤカメラ（右）２１０の撮影面をＳｒ、焦点位置をＯｒとし、直線Ａ−ＯｒとＳｒの交点をＰｒとする。同様に、ＣＣＤカメラ（左）２２０の撮影面をＳｌ、焦点位置をＯｌ、直線Ａ−ＯｌとＳｌの交点をＰｌとする。

また、ＣＣＤカメラ（右）２１０、ＣＣＤカメラ（左）２２０は、Ｘ軸方向に基線長Ｂだけ離れた位置に配置する。そして、直線Ａ−Ｏｒの位置を基線長Ｂの距離だけ平行移動させた、直線Ａ’−Ｏｌと、Ｓｌの交点を、Ｐｒ’とし、Ｘ軸方向のＰｌとＰｒ’間の距離を視差ｐとする。この視差ｐは、ＣＣＤカメラ（右）２１０、ＣＣＤカメラ（左）２２０により撮影した際の各画像における検出対象Ａの結像位置のズレ量に相当する。

そして、図３に示すように、三角形Ａ−Ｏｌ−Ｏｒと、三角形Ｏｌ−Ｐｌ−Ｐｒ’は相似形である。したがって、検出対象Ａまでの距離ｌは、以下の式１によって算出する事が出来る。

よって、ステレオカメラ２００を用いて検出対象Ａまでの距離ｌを算出するには、基線長Ｂと、焦点距離ｆ、及び視差ｐを明らかにすることで算出できる。

そして、基線長Ｂはハードウェアを構成する上で設置場所ＣＣＤカメラ（右）２１０とＣＣＤカメラ（左）２２０の設置位置を固定する事で明らかに出来る。また、焦点距離ｆも同様にハードウェアを構成する上で、レンズの曲率を固定する事で明らかにできる。そのため、ＣＣＤカメラ（右）２１０とＣＣＤカメラ（左）２２０に撮像された画像から、検出対象Ａを取り出し、視差Ｂを算出する事で距離ｌを得る。

図４は、図３で示したＣＣＤカメラ（右）２１０と検出対象Ａの位置関係に対して、ＣＣＤカメラ（右）２１０がハードウェアの熱変形や、経年による変形により、向きが変わってしまった場合の位置関係を示す。図４のθは、Ｘ−Ｙ平面上でＣＣＤカメラ（右）２１０の向きの変わった角度を示している。この場合、焦点の位置も角度θに応じて変化し、Ｐｒの位置がカメラの外側に移動してしまうため、Ｓｒに写るＡの位置は外側になってしまい、向きが正面に向いている物より外側のＰｒ＿ｄになってしまう。よってＣＣＤカメラの向きが変わってしまうと、視差ｐを正しく求められず、誤差を含んだｐ’となり、基線長や焦点距離に比例して距離のデータに誤差として現れるようになる。よって、ｃは向きの変化θを推定し算出された距離ｌから誤差を取り除く機構を持つ。

画像処理２３０で行う変化θを推定する処理は、走行中に検出される車道外側線の形状から、画像の消失点を推測し、消失点の誤差から変化θを推定することで求められる。また、車道外側線は道路の汚れや積雪等、環境の影響で検出できない状況もあり、場合によっては車道外側線に見える別の物と誤認識して補正してしまうこともある。そのため、変化θを推定する場合、走行して画像を複数撮影し、複数の画像で車道外側線が安定して検出できるようになってから変化θを逐次計算していくことで、誤った補正を行ってしまう事を防ぐのが望ましい。

また、推定した変化θは不揮発性メモリ２８０にてイグニッションをオフにしても保持されるようにし、改めてイグニッションオンにして走行を開始する際に不揮発性メモリ２８０から変化θを読み出して使用することで、車道外側線がカメラで見えなくても正しく距離を測定する事が出来るようになる。

更に、この補正処理が必要になる変化θの発生原因は衝撃による変形、経年による変形、熱による変形の３つに分類される。このうち、衝撃による変形はステレオカメラに対して物が強くぶつかるなど、変化θの絶対値が非常に大きくなってしまう傾向にある。更に、ユーザーマニュアル等で強く物をぶつける等の行為を行うと、故障する旨記載し、衝撃により変化θの絶対値が一定以上になっていると判断した場合は故障判断し、部品交換をするため故障灯などでドライバに通知し、制御を解除させてしまうのが望ましい。

また、経年による変形は、変化θの時間当たりの変化量が非常に小さいため、より多くの画像を使い、変化θの計算のための条件も厳しくするなど、時間をかけて計算しても支障が出にくいため、誤って補正計算しにくくする方が望ましい。

そして、熱による変形に関しては、例えばエアコン等を作動させず、炎天下で駐車状態にしてステレオカメラが変形した後、ドライバが乗り込んでエアコンを作動させ、且つ走行の開始による走行風で急激にステレオカメラの温度を下げるような状況、また、夜間の低温状態で揮発性メモリ２８０に変化θの値を記憶し、イグニッションを切って補正量の計算が行えないような状況下で炎天下の昼になり、温度が高いままドライバが乗り込んで走行開始するような状況においては、変化θの推定処理が行える時間に対して、ステレオカメラの変形量が大きくなる。そのため、温度センサ２７０を用いてカメラ内部の温度を計測し、温度差が大きな場合には補正の計算に用いる画像数を下げ、変化θの計算のための条件を緩くして、短時間で計算をさせるようにするのが望ましい。特にイグニッションをオフにする時の温度も変化θ同様に不揮発性メモリ２８０に記憶しておくことで、イグニッションをオフにしている間に温度が大きく変化していた場合も検出できるようにしておくのが望ましい。このように、温度差が大きい場合の補正を行っている事を、車間距離と同様に、通信処理２５０によって車両のＣＡＮバスを通して車両制御装置１００へ送信する。合わせて、車道外側線が見えないなど、補正を許可する条件が長時間不成立で、変化θの補正を長時間行えておらず、変化θが正しくなっていない場合も通信処理２５０によって車両のＣＡＮバスを通して車両制御装置１００へ送信し、制御方法の切り替えを行えるようにする。

次に、車両制御装置１００で行う加速度制御の内容について、図５のフローチャートを用いて説明する。車両制御装置１００に組み込まれている処理は、図５のフローチャートに記載の処理を定周期で実施し、前述した車間距離や、設定車速、自車速を受け取り、図５のフローチャートに記載の処理を繰り返し実行する事でＡＣＣの制御を行う。

本内容を説明する上で、記号を以下のように定義する。
自車両の速度をＶｈとする。
先行車両の速度をＶｐとする。
相対速度をＶｄｉｆｆとし、正の値を離れる方向とする。
設定車速をＶｔｇｔとする。
先行車との距離をｌとする。
車頭時間をＴｈとする。
先行車に追従して停車した場合の先行車との距離をＬｏｆｆｓｅｔとする。
目標車間距離をｌ＿ｔｇｔとする。
目標加速度をＴｇｔＡとする。
先行車に対する目標加速度をＴｇｔＡ＿Ｐｖとする。
設定車速に対する目標加速度をＴｇｔＡ＿Ｓｐｄとする。
エンジンへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇとする。
ブレーキへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋとする。
エンジンブレーキで発生する加速度をＥｇＢｒｋＡｃｃｅｌとする。
加速度制御処理の実行周期をＴｃとする。

ＡＣＣの制御は、処理１０１から開始して処理１０５から実行する。処理１０５にて、先行車と自車の相対速度Ｖｄｉｆｆを算出する。Ｖｄｉｆｆは、ｌを時間微分する事で取得する。処理１０５は定周期実行されるため、ｌを車両制御装置１００に搭載されたＲＡＭ等に保存しておき、１周期前に保存したｌと、今回のｌの差を取り、周期Ｔｃで除算する事で、Ｖｄｉｆｆを得る。

次に判断１１０を実行する。判断１１０のＡＣＣ制御許可判断では、以下に挙げるようないずれかの状態になっており、ＡＣＣの制御ができなくなっていないかを判断する。
・故障の発生・カメラの画像が取得できない（悪天候やレンズの汚れ）・スイッチ操作でＡＣＣを無効化している。
・ブレーキを踏んでいる。
・ドライブレンジ以外のギア位置となっている。
・制御ができないような速度で走行している。
・パーキングブレーキを作動させている。
・操舵角が一定以上になっている。

上記のいずれかの状態になっている場合は、ＡＣＣの制御を行うのは不適切とし、制御禁止とする。また、いずいれの状態にもなっていない場合は制御許可とする。判断１１０において、制御禁止と判断した場合は、処理１６５と、処理１７５を実行してＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇと、ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋを解除することで、制御を行わないようにする。

制御許可と判断した場合は、処理１２０から処理１７０を実行していく。

処理１２０では、目標車間距離ｌ＿ｔｇｔを算出する。ｌ＿ｔｇｔは以下の式２により算出する。

この時、Ｔｈには、１〜３［ｓ］の数値を設定し、Ｌｏｆｆｓｅｔは３〜５［ｍ］の数値を設定する。また、Ｔｈ及びＬｏｆｆｓｅｔはドライバの好みやステアリングスイッチの操作状況に応じて変化させる機能を設けることで、ドライバの嗜好に合った車間距離で走行することが可能になる。計算に用いるＶｐは、（Ｖｈ＋Ｖｄｉｆｆ）で求めることが出来る。

次に処理１３０では、先行車に対する目標加速度ＴｇｔＡ＿Ｐｖを算出する。先行車に対する加速度を計算する処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。

ＴｇｔＡ＿Ｐｖは先行車との位置や速度関係で計算方法を切り替えする。

まず、判定１３２で制御対象とする先行車が存在するかの確認を行い、先行車が存在しない場合は、処理１３８を用いてＴｇｔＡ＿Ｐｖを無効値にする。先行車が存在する場合は、判定１３３を行い、先行車が目標車間距離より近くなっているのか判断し、近い場合は、処理１３４で離間するための目標加速度を計算し、ＴｇｔＡ＿Ｐｖに設定する。また、判定１３３の結果、先行車が目標車間距離より遠かった場合は判定１３５を行い、相対速度が離れる、つまり、先行車の方が早いかの判断を行う。先行車の方が自車より早い場合は、処理１３６にてＴｇｔＡ＿Ｐｖに無効値を設定する。

判定１３５の結果、処理１３７によって先行車の方が遅い場合は追いつきするための目標加速度計算を行って、ＴｇｔＡ＿Ｐｖに設定する。

処理１３４で行う、離間するための目標加速度の計算を以下説明する。離間するための目標加速度ＴｇｔＡ＿Ｐｖ＿Ｌｅａｖｅは、Ｖｄｉｆｆ及び、ｌ＿ｔｇｔとｌの偏差に基づいてあらかじめ設定されたマップ値を元に演算する。マップ値は、先行車に対して近づきながら速度を低下させる、先行車と離間しながら速度を低下させる、先行車と離間しながら加速を行い、先行車との相対速度をゼロにするように加速度制御を連続的に変化させて速度が制御できるように設定する。先行車との相対速度に応じて、先行車に対して近づきながら速度を低下させる状況や、先行車と離間しながら速度を低下させる状況を飛ばして、先行車と離間しながら加速のみを行うように制御する場合もある。

処理１３７で行う、追いつきするための目標加速度計算を以下説明する。追いつきするための目標加速度ＴｇｔＡ＿Ｐｖ＿Ａｐｐｒｏａｃｈは、以下の式３で行う。

更に、長距離から減速を開始してしまい、その間に先行車が加速して減速エネルギー分を無駄にしてしまう、また、乗り心地の悪化をしてしまわないようにｌが減速開始閾値ｌ＿Ｔｈｒより短くならなければＴｇｔＡ＿Ｐｖを無効値とし、ｌが減速開始閾値ｌ＿Ｔｈｒより長ければＴｇｔＡ＿ＰｖにＴｇｔＡ＿Ｐｖ＿Ａｐｐｒｏａｃｈを設定する事で追いつきするための目標加速度計算を行う。閾値ｌ＿Ｔｈｒは通常、ドライバがＡＣＣを使わずに運転する際の挙動を目安として、７０ｍ〜１３０ｍ前後の値を設定すると、違和感の少ない制御となる。また、この閾値は自車速などによって可変とする事も考慮される。

処理１４０では、設定車速に対する目標加速度ＴｇｔＡ＿Ｓｐｄを算出する。ＴｇｔＡ＿Ｓｐｄは、以下の式４により計算する、

上記の式４のＫは正の定数となり、０．００１〜０．０２で設定する。また、Ｋは加速をする場合は大きく、減速する場合は小さくするといった可変値にすると減速にブレーキを使わないような、燃費の良い運転にしやすい。また、Ｖｈが大きいときは、加速を弱く、減速を強くするようにＫを可変値として調整する事で、安全性を高めることもできる。このように、Ｋを可変値としての調整は車両の安定性や、搭載車両を購入するドライバの嗜好傾向に応じて調整するのが望ましい。

処理１５０では、目標加速度ＴｇｔＡを決定する。目標加速度ＴｇｔＡは、処理１３０で算出したＴｇｔＡ＿Ｐｖと、処理１４０で算出したＴｇｔＡ＿Ｓｐｄを比較して小さい方、つまり、より減速する方を選択し、ＴｇｔＡとする。また、ＴｇｔＡの値が急変してしまうと車両の挙動が不安定になってしまうため、変化量リミットや、一次遅れフィルタを用いることでＴｇｔＡの値の変化を滑らかにするのが望ましい。更に加速側の変化量リミットは、乗り心地の良さを優先して抑制を強くし、減速側の変化量リミットは、安全性を優先して、変化量リミットを正負の方向に応じて非対称にし、加速をしにくく、減速をしやすくするのが望ましい、
処理１６０では、エンジンへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇを算出する。

エンジンへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇは、処理１５０で算出したＴｇｔＡに基づいて計算される。処理１６０の内容を図７．を用いて説明する。

まず、処理１６２によってエンジンブレーキで発生する加速度ＥｇＢｒｋＡｃｃｅｌを計算する。ＥｇＢｒｋＡｃｃｅｌはエンジンによる減速度と、走行抵抗による減速度を加算して計算する。エンジンによる減速度はＶｈに応じてエンジンやトランスミッションの諸元や変速比に応じて設定した値を設定する。また、走行抵抗は車両の形状に応じた空気抵抗の係数を用いてＶｐを用いて計算する。また、路面の勾配を車両に搭載された前後加速度センサ値と、車輪速の微分値の比較から算出し勾配抵抗として走行抵抗に加算する。次に、処理１６３では、処理１６２で算出したＥｇＢｒｋＡｃｃｅｌを下限として、ＴｇｔＡにリミットを行い、エンジンの出力制御で操作できる加速度に制限し、ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇに設定する。そして、処理１６４でＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇに不感帯処理を施してエンジンでの出力が微小に変動することで車体に振動が発生することによる、ドライバに与える違和感を無くす。

処理１７０では、ブレーキへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋを算出する。

ブレーキへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋは、処理１５０で算出したＴｇｔＡと、処理１６０で算出したＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇに基づいて計算される。処理１７０の内容を図８を用いて説明する。

まず、処理１７２によって、ＴｇｔＡからＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇを減算し、ブレーキで必要な目標減速度ＴｇｔＡ＿Ｂｒｋを計算する。次に、判断１７３と、判断１７４によって、ブレーキの制御が未開始の時にブレーキ要求がＴｇｔＡＢｒｋＩｎｉｔＴｈｒの値より小さいような弱いブレーキであるかを判断し、判断１７３と、判断１７４の条件がともに成立している場合は処理１７５によって処理１７２で計算したＴｇｔＡ＿Ｂｒｋをゼロにして無効化する。判断１７３から、処理１７５の一連の処理を入れることで、ブレーキの作動と解除が繰り替えされず、作動状態を継続し、車両ががたついてしまうような現象が発生しなくなり、乗り心地が良くなる。この時、ＴｇｔＡＢｒｋＩｎｉｔＴｈｒは定数値として設定し、大きくしすぎると減速開始が遅れて急ブレーキ気味になる。逆に小さくしすぎると車両のがたつきが抑えられなくなる。そのため、車両のブレーキ性能や安定性に応じておよそ０．１［ｍ／ｓ^２］で設定するのが望ましい。

次に、処理１７６でＴｇｔＡ＿Ｂｒｋに対してゼロを下限としたリミット処理を行いＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋとすることで、ブレーキに対して誤って加速要求が出ないようにする。次に、処理１７７でＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋに不感帯処理を行うことで、ブレーキでの出力が微小に変動する事で車体に振動が発生する事によるドライバに与える違和感を無くし、最終的なブレーキへの加速度要求ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋとする。処理１７８では、判定１７３でブレーキ制御開始を判断するため、ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿ＢｒｋをＲＡＭ等に保持しておく。

車両制御装置１００では、図５で示した加速度の制御以外にも、ＡＣＣを制御する上で、ドライバに情報を提示するための表示情報を生成する処理と、車両ＣＡＮバスから目的の情報を受信する、逆にＡＣＣの制御情報を送信する通信処理を行う。

表示情報を生成する処理は、ＡＣＣコントロールスイッチ７００から得たスイッチ情報や、判断１１０の条件に伴い、制御中かどうかを示す表示を判断する。また、ステレオカメラで制御対象となる先行車が検出出来ているかどうか、処理１４０で使用する設定車速などの制御情報を表示情報として設定する。

通信処理では、加速度の制御として計算したＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋをブレーキユニット４００に、ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇをエンジンコントロールユニット５００に送信し、表示情報を生成する処理で生成した表示情報をメータコントロールユニット６００へ送信する。

ＡＣＣコントロールスイッチ７００は、車両のステアリングホイールに設置したスイッチや、ステアリングコラムに取り付けたレバーなど、ドライバが運転中に容易に操作できる場所に設置され、ドライバのＡＣＣ制御開始、ＡＣＣ制御解除、ＡＣＣ走行時の設定速度変更を行うために使用する。スイッチは、ＡＣＣの開始をするためのスイッチ、ＡＣＣの解除をするためのスイッチと、ＡＣＣ走行時の設定速度をプラス方向に変更するためのスイッチ、マイナス方向に変更するためのスイッチ、また必要に応じてＡＣＣを使えるようにするためのスイッチや、追従走行時の車間距離スイッチを備える。更に、ＡＣＣ制御を実行中は、ＡＣＣの開始をするためのスイッチをＡＣＣ走行時の設定速度をプラス方向に変更するためのスイッチと読み替えるなどスイッチの種類増加によるコスト増加を防ぐ構成とする事もできる。

ブレーキコントロールユニット４００は、車両制御装置１００から送信されたＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋを用いてブレーキ４１０を制御し、タイヤ９００に対して制動力を発生させることで車両の加速度を制御する。この時、ブレーキコントロールユニット４００は自車両の重量やタイヤ動半径、ブレーキの有効径などにより、ＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｂｒｋに対して発生させるブレーキ出力を調整する機能を持つ。

エンジンコントロールユニット５００は、車両制御装置１００から送信されたＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇを用いて、エンジン５１０を制御し、トルクコンバータ５２０，トランスミッション５３０，ファイナルギア５４０を通してタイヤ９００に対して駆動力を発生させることで車両の加速度を制御する。この時、エンジンコントロールユニット５００は自車両の重量やタイヤ動半径、トルクコンバータ５２０，トランスミッション５３０の状態を考慮してＡｃｃｅｌＲｅｑ＿Ｅｇに対して発生させるエンジントルクを調整する機能を持ち、エンジン５１０のエンジンスロットル開度や噴射量を制御する。更に必要に応じてトランスミッション５３０の変速比も制御することで、目的の加速度を得られるようにする。

メータコントロールユニット６００は、車両制御装置１００から通信された表示情報に応じて、表示装置６１０やブザー６２０を制御し、ドライバに警報や制御状態の通知行う。

上述の構成において、カメラが温度の急変により変形してしまった場合、ｌやＶｄｉｆｆが正しく取得できない場合に、自車より速度の遅い先行車に追いつく時のＴｇｔＡ＿Ｐｖの挙動を図９に示す。ステレオカメラの変形で視差誤差が発生していない場合のＴｇｔＡ＿Ｐｖを図９の波形Ａｐに示しており、緩やかに減速を発生させて、目的の車間距離になるタイミングで相対速度がゼロになるように緩やかに減速を解除していく。ただし、視差誤差の影響で、検出したｌが本来の値より大きい値となってしまうと、ｌがｌ＿Ｔｈｒより短くなるタイミングが遅れてしまい、結果として減速の開始が遅れてしまう。そのため、減速制御の開始タイミングが遅れた分だけ減速量が大きくなり、ＴｇｔＡ＿Ｐｖが波形Ａｐ１のようになってしまう。結果Ａｐ１は、Ａｐと比較して最大減速度が大きくなり、乗り心地が悪化してしまう。

本問題に対して、ステレオカメラ２００にて判定した温度差が大きい場合の補正を行っている場合と、θの補正条件が長時間不成立になっており、変化θの補正が正しくなっていない場合は、ｌ＿Ｔｈｒよりｌが短くなっている場合にＴｇｔＡ＿Ｐｖを無効値とする条件を行わず、ＴｇｔＡ＿ＰｖにＴｇｔＡ＿Ｐｖ＿Ａｐｐｒｏａｃｈを設定する。この場合のＴｇｔＡ＿Ｐｖの挙動を図１０に示す。

図１０に示した波形Ａｐは図９に示した波形Ａｐと同一の物である。また、波形Ａｐｃは視差誤差が無い状態でｌ＿Ｔｈｒによる条件を行わなかった時の波形を示しており、波形Ａｐｃ１は、視差誤差が発生している状態でｌ＿Ｔｈｒによる条件を行わなかった時の波形を示している。図１０に示す通り、ＡｐｃはＡｐに比べて、弱い減速度、且つ、早いタイミングで制御を開始していく。そして、Ａｐｃに対して、Ａｐｃ１は、制御開始と同時に強い減速度を発生させるが、最大減速度は抑制されるため、乗り心地の悪化を抑制する事が出来る。反面、ＡｐｃとＡｐｃ１の減速開始タイミングがＡｐより早く、先行車が一時減速して加速するようなシーンなど、本来減速の不要なシーンにも反応して減速を行ってしまうため、無駄な減速が増加して燃費の悪化、及び、ドライバへの違和感が発生してしまう。ただし、ｌ＿Ｔｈｒの条件を無視する条件として、温度差が大きい場合の補正を行っている場合と、θの補正条件が長時間不成立になっており、変化θの補正が正しくなっていない場合に限定する事により、燃費の悪化やドライバへの違和感が発生する状況を局所化することが出来る。

次に、前述した本発明の一実施形態である車両制御装置に対しての変形例を示す。

変形例の１として、車両構成について示す。
図１で示す車両構成では、エンジンを用いる車両を記載しているが、本変形例は、車両加速度の制御方法を対象としているため、電気自動車やハイブリッド自動車、水素自動車等、あらゆる原動機を使用する車両に対して有効となる。たとえば電気自動車を対象とする場合は、エンジンをモータに置き換えすることが出来る。電気自動車を対象とする場合は、エンジン車と異なり、エンジンブレーキが無くなって回生ブレーキやバッテリーマネジメントの観点が入ってくるため、処理１６２で算出するＥｇＢｒｋＡｃｃｅｌを変更する事で、本発明を容易に流用することが出来る。

また、本実施例で示した車両制御装置の機能は、ソフトウェア機能として実現される。そのため、車両制御装置を、専用のコントロールユニットとして準備せず、ステレオカメラの中にソフトウェア機能として組み込み、車両制御装置として兼用する場合、また、ブレーキコントロールユニットの中にソフトウェア機能として組み込み、車両制御装置として兼用する場合も考えられ、部品数を削減してアーキテクチャを簡易にする、また、コストを削減するためにも有効である。

変形例の２として、目標加速度計算の方法について示す。

前述の実施例では、先行車に追いつき走行する際、減速の開始タイミングをコントロールするｌ＿Ｔｈｒの条件を無効化するとした。ただし、ｌ＿Ｔｈｒを無効化せず、閾値となるｌ＿Ｔｈｒの値に本来より大きな値を設定し直す事、例えば１００ｍを設定していたところを、１５０ｍにするように閾値にオフセットを加えることで、急減速の発生を抑えることもできる。このオフセット量はステレオカメラの基線長や、熱変形への耐久性などから求めた視差誤差量、また、許容する最大減速度（加速度の下限値）により設定する。更に、自車速度により可変とすることで、燃費の悪化やドライバへの違和感が発生する状況をより局所化する事が出来る。

また、視差誤差量や最大減速度の特性に応じて、ｌ＿Ｔｈｒの条件切り替えを、温度差が大きい場合の補正を行っている場合のみに限定し、変化θの補正を長時間行えていない場合は条件の無効化をしない、また、オフセット量による切り替え殿とするなどの組み合わせも考えられる。

以上の実施例及び変形例によれば、視差画像によって得られた先行車に対する車間距離と、相対速度と、に応じて車両の加減速制御を行う車両制御装置において、前記車間距離が一定未満で前記車両の加減速制御を行い、温度変化による歪みや取り付け位置の不備により前記視差画像を正しい状態で取得できない場合、取得した前記視差画像より、前記歪みや前記不備を補正する補正手段を備え、前記補正手段による補正動作中、前記車両の加減速制御の開始タイミングを変更する。

また、前記補正手段が補正動作中、前記加減速制御の減速開始タイミングを早める。

また、前記外界認識手段は、複数の撮像部から得た画像を処理することで前記視差画像を得る。

また、前記補正手段は、前記複数の撮像部の温度変化による歪みや向きの変化による、前記車間距離計測の誤差を補正する。

また、前記補正手段が補正動作中であることがカーエリアネットワークで通信される。

また、前記補正手段による補正を許可する条件が所定時間不成立で補正が完了していないことがカーエリアネットワークで通信されて、前記加減速制御が切り替えられる。

以上より、加減速制御を開始するタイミングを変更ことによって、急減速の発生を抑止し、ドライバに与える違和感を低減する事が出来る。

また、タイミングを変更する条件を、温度変化などによるカメラの向きの歪みを原因とした車間距離検出の誤差を補正している最中に限定する事で、燃費の悪化や乗り心地の低下を抑えることが出来る。

１００ 車両制御装置
２００ ステレオカメラ
２３０ 画像処理（補正手段）

Claims (6)

1. 視差画像によって得られた先行車に対する車間距離と、相対速度と、に応じて車両の加減速制御を行う車両制御装置において、
   前記車間距離が一定未満で前記車両の加減速制御を行い、
   温度変化による歪みや取り付け位置の不備により前記視差画像を正しい状態で取得できない場合、取得した前記視差画像より、前記歪みや前記不備を補正する補正手段を備え、
   前記補正手段による補正動作中、前記車両の加減速制御の開始タイミングを変更する、車両制御装置。
2. 前記補正手段が補正動作中、前記加減速制御の減速開始タイミングを早める、請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記外界認識手段は、複数の撮像部から得た画像を処理することで前記視差画像を得る、請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記補正手段は、前記複数の撮像部の温度変化による歪みや向きの変化による、前記車間距離計測の誤差を補正する、請求項２に記載の車両制御装置。
5. 前記補正手段が補正動作中であることがカーエリアネットワークで通信される、請求項１乃至４のいずれか記載の車両制御装置。
6. 前記補正手段による補正を許可する条件が所定時間不成立で補正が完了していないことがカーエリアネットワークで通信されて、前記加減速制御が切り替えられる、
   請求項１乃至４のいずれか記載の車両制御装置。

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