WO2016084487A1 - 車両走行制御装置 - Google Patents

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Abstract

先行車の危険挙動を検知して、追従制御の解除タイミングを異ならせることで追従制御の実用性を向上できる車両走行制御装置を提供する。車両走行制御装置(2)は、先行車の挙動情報を取得する先行車挙動認識手段(21)と、挙動情報から先行車の危険挙動の危険度を検知し、検出された危険挙動の危険度に基づいて、先行車への追従制御の可否を判断する先行車挙動判断手段(22)と、追従制御の可否判断に基づいて、加減速・制動・舵角の制御命令をアクチュエータへ出力する車両運動制御手段(23)を有し、先行車の挙動情報に基づいて危険挙動を検知し、第1の危険挙動が検知された場合における追従制御の第1の解除タイミング(S109)と、第1の危険挙動とは異なる第2の危険挙動が検知された場合における追従制御の第2の解除タイミング(S111)と、が異なる。

Description

車両走行制御装置
 本発明は、先行する車両に追従する車両走行制御装置に関し、特に、先行車の挙動を認識するセンサを用いた先行車追従機能を有する車両走行制御装置に関する。
 従来、車載レーダや車載カメラなどのセンサを用いて、自車両の前方を走行する先行車を追従する機能を有する車両走行制御装置がある。
 前記のような車両走行制御装置として、先行車自体の不安定な走行状態を的確に検出して、先行車の急激な加減速等を予測できるようにする車両走行状態検出装置がある。この車両走行状態検出装置では、先行車不安定状況判断手段は、先行車の横方向に関するふらつき度合いと、先行車の走行車線内における偏り度合いと、先行車の単位時間当たりの横変位量の少なくとも何れか1つが予め設定された既定値以上である場合に、先行車が不安定状況にあると判断するものであり、自車ドライバーに的確な運転操作を促すことができるものである(例えば、特許文献1参照)。
特開2004-220348号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の車両走行状態検出装置は、先行車の車線幅方向の横位置を時間的に追ったパターンにおいて、不安定状況を検知するため、悪い路面や障害物を回避するなど、先行車のドライバーが一過的なハンドル操作を行った場合も追従制御が解除され、ドライバーに煩わしさを感じさせる場合がある。
 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、先行車の危険挙動を検知して、追従制御の解除タイミングを異ならせることで追従制御の実用性を向上できる車両走行制御装置を提供することにある。
 前記目的を達成すべく、本発明に係る車両走行制御装置は、先行車への追従と追従解除の制御を行う車両走行制御装置であって、前記先行車の挙動情報により検知された危険挙動に基づき第1の危険挙動と該第1の危険挙動と異なる第2の危険挙動を設定し、前記第1の危険挙動に基づき設定される追従制御の解除タイミングと、前記第2の危険挙動に基づき設定される追従制御の解除タイミングとにより追従解除制御を行うことを特徴とする。また、第1の危険挙動に基づき設定される解除タイミングと、第2の危険挙動に基づき設定される解除タイミングとが異なることを特徴とする。
 具体的には、本発明に係る車両走行制御装置は、先行車の挙動情報を取得する先行車挙動認識手段と、前記挙動情報から前記先行車の危険挙動を検知し、前記検知された危険挙動の種類と危険度に基づいて、前記先行車への追従制御の可否を判断する先行車挙動判断手段と、前記追従制御の可否判断に基づいて、加減速・制動・舵角の制御命令をアクチュエータへ出力する車両運動制御手段を有するものである。
 前記のごとく構成された本発明の車両走行制御装置は、先行車の危険挙動の種類や頻度に基づいて危険度を判断し、危険度の高い危険挙動を検知したときは追従制御を即解除し、危険度の低い危険挙動を検知したときは、例えば危険度の累計が閾値を超えたときに追従制御を解除するため、先行車の危険挙動に合わせた誤解除を抑えることができ、安定した追従走行が可能となる。
 本発明によれば、先行車の危険挙動の種類や危険度を判断したタイミングで追従解除することにより、実用性を向上した車両走行制御装置が提供できる。また前記追従解除判断において、危険挙動の種類や危険度と、その累計や頻度を監視することで判断精度が向上でき、先行車ドライバーの一過的な運転操作による自車両の追従制御の誤解除を抑止できる。例えば、先行車が一回ふらついたときは、前記先行車挙動判断手段でその挙動を記憶するに留め、ふらつきの繰り返しを検知した場合は、危険挙動と判断して追従制御を解除することができる。
本発明に係る車両走行制御装置を用いた車載システム構成例を示すブロック図である。 本発明に係る先行車の挙動情報を判断するための危険挙動の一覧である。 本発明に係る危険度の閾値に基づいた先行車挙動判断における実施例1の制御説明に供するためのフローチャートである。 本発明に係る危険挙動の頻度に基づいた先行車挙動判断における実施例2の制御説明に供するためのフローチャートである。
 以下、図面を参照して本発明に係る車両走行制御装置の実施の形態を説明する。
 図1は、本発明に係る車両走行制御装置を用いた車載システム構成例を示すブロック図である。
 図1において、本発明に係る車載システムは、先行車の挙動を入力するための外界認識センサ1と、先行車の挙動を認識し危険挙動かどうかを判断する車両走行制御装置2と、先行車の移動経路に追従して自車両の加減速・制動・舵角を制御するアクチュエータ3と、自車両の車速や舵角などの運動状態を取得できる車両走行情報手段4から構成される。
 外界認識センサ1は、自車両の周辺に存在する物体を検出するための装置であり、例えば自車両の前面に設置されたカメラやレーダや赤外線などのセンサから構成される。外界認識センサ1は、自車両の前方を走行する先行車の位置や車速などの挙動を検出できるようにする。外界認識センサ1は、先行車の挙動を検出し、情報を取得できるセンサであれば、ライダーや超音波などの装置であってもよい。或いは車車間通信や路車間通信などの情報受信装置であってもよい。
 車両走行制御装置2は、マイクロプロセッサ、プログラムや制御情報を記憶するメモリ、周辺装置との通信モジュールなどを備えた自動車制御用コンピュータであり、先行車挙動認識手段21、先行車挙動判断手段22、車両運動制御手段23を備えている。車両走行制御装置2は、外界認識センサ1で検出された先行車や、自車周辺物体の挙動情報を入力し、挙動情報の判断結果から、自車両のアクセル、ブレーキ、ステアリングなどのアクチュエータ3を制御するための装置である。
 先行車挙動認識手段21は、外界認識センサ1で検出された先行車を含む自車周辺物体の情報を取得し認識する処理プログラムであって、先行車の挙動状態を認識するものである。先行車挙動判断手段22は、先行車挙動認識手段21で認識した挙動状態に基づき先行車挙動情報を解析し、先行車の危険挙動の種類とその危険度の度合いを検知し、危険度自体の度合いまたは該危険度の度合いの累計が設定した追従解除危険度以上であるか否かを判断し、追従解除危険度以上である場合は、先行車追従解除信号を出力する処理プログラムである。車両運動制御手段23は、前記先行車挙動判断手段22の出力信号(前記先行車追従解除信号を含む)と車両走行情報手段4からの自車両の出力情報とに基づき、車載ネットワークを介してアクチュエータ3を作動制御させて、自車両の加減速・制動・舵角等を操作させる処理プログラムである。
 アクチュエータ3は、自車両の基本運動に係るアクセル、ブレーキ、ステアリングを制御する装置である。アクチュエータ3のアクセル、ブレーキ、ステアリングは、車両走行制御装置2によって制御され、自車両を駆動するものである。
 車両走行情報手段4は、CAN(Controller Area Network)などの車載ネットワークを介して、車速や舵角など自車両の走行情報を車載装置が取得できる情報手段である。車両走行情報手段4の車速、舵角などの情報は、車両制御装置2に供給され、先行車挙動認識手段21、先行車挙動判断手段22、車両運動制御手段23で使用される。
 次に先行車の挙動情報により、危険挙動かどうかを判断する方法について説明する。
 先行車追従機能は、先行車の挙動に追従するように自車両のアクセル・ブレーキ・ステアリングなどを制御することで、ドライバーの運転を支援する機能である。この技術は、先行車の走行速度・走行軌跡に協調することで安全な自律運転が担保できる、という前提の基に成り立っている。しかしながら先行車が無謀な運転や周辺道路状況に則さない運転を継続した場合は、先行車を追従する自車両の安全性が著しく低下することになる。
 図2は、先行車の運転状況を判断するための危険挙動の一覧である。危険挙動の説明では、車両の走行能力により、危険度の度合は異なるため、定量的な数値は言及しない。図2では、種々の危険挙動に対する危険度を1~5段階で示すとともに、各危険挙動の判断対象、判断方法を示している。
 図2において、危険挙動に係る制限速度超過の判断は、先行車の車速を検出し、走行中道路の制限速度(法定速度)を超えるかどうかに基づき判断する。超過速度の大小により、先行車に係る運転の危険度を判断する。具体的には、「制限速度超過」は危険度が高いので危険度を「5」としているが、超過速度の大小により危険度を変化させてもよい。また、危険挙動に係る急加速・急減速の判断は、規定時間内における先行車の車速変化を検出し、急激な加速度変化が発生したかどうかに基づき危険度を判断する。具体的には、「急加速」の危険度は危険度「2~1」としている。前記急減速の判断は、自車両が先行車に衝突する可能性があり、前記急加速より危険度が大きいと判断できる。具体的には、「急減速」の危険度は危険度「5~3」としている。
 危険挙動に係る急ハンドルの判断は、先行車の車速と、先行車の位置変化から推定できる舵角を検出することで、スピードを出してカーブする度合に基づき危険度を判断する。具体的には、「急ハンドル」の危険度は危険度「5~3」としている。また、危険挙動に係るふらつきの判断は、先行車の車両位置の変化を検出し、規定時間内のふらつき度合に基づき危険度を判断する。具体的には、「ふらつき」の危険度は危険度「5~1」としている。
 危険挙動に係る車線非キープの判断は、先行車の位置を検出し、車線内を走行しているかどうかで危険挙動を判断する。障害物回避や車線変更などによる一過的な車線はみだしかを判定するために、規定時間内における車線内に先行車の位置を維持した時間の割合(キープ率)に基づき危険度を判断する。具体的には、「車線非キープ」の危険度は危険度「5~3」としている。また、危険挙動に係る低速(高速)過ぎる運転の判断は、先行車と周辺車両のそれぞれの車速を検出し、車速差の大小で周辺交通状況に協調した運転かどうかを判断する。具体的には、「低速(高速)過ぎる車速」運転の危険度は危険度「3~1」としている。
 以上の危険挙動の判断は、外界認識センサ1で得られた周辺車両の挙動情報、特に先行車の情報に基づいて、車両走行制御装置2の先行車挙動認識手段21と、先行車挙動判断手段22が判断処理する。
 図3は、本発明に係る車両走行制御装置の実施例1の制御説明に供するためのフローチャートであり、先行車の危険挙動の危険度が高い場合と、危険度が低い場合の危険度の閾値に基づいた先行車挙動判断とを示したものである。
 自車両のドライバー操作などにより、先行車追従機能を開始するタイミングで、車両走行制御装置2が図3のフローチャートを開始する(ステップS101)。
 実施例1では、先行車の危険挙動の危険度が高い場合と、危険挙動が予め設定した限度に達したときに、先行車追従機能の実行を解除する。このため、先行車追従実行を解除する条件に係る危険度の閾値を最初に設定する。この閾値は追従即解除危険度(閾値)を設定する(ステップS102)と共に、追従解除累計危険度(閾値)を設定する(ステップS103)。前記危険度の閾値は、車載システムが標準値といくつかの選択肢を与えて、自車のドライバーが自らの判断により選択できるようにしてもよい。本実施例1では、累計危険度の閾値を「5」に設定している。
 また先行車追従機能を開始するタイミングでは、先行車追従機能の実行中における危険度を累計するための情報を初期化する(ステップS104)。
 次に車両走行制御装置2の先行車挙動認識手段21により、外界認識センサ1で得られた情報を取得し、先行車が存在するか確認する(ステップS105)。先行車が存在していないタイミングでは、先行車の危険挙動を判断できないため、先行車が存在するまで外界認識センサ1で得られる情報を繰り返し取得する(ステップS105のNO)。
 先行車が存在する場合(ステップS105のYES)は、先行車挙動を入力(ステップS106)し、車両走行制御装置2の先行車挙動判断手段22において、先行車の挙動情報などに基づき、図2の危険挙動に該当するかどうかを判断する(ステップS107)。危険挙動を検知できなかったときは、次の外界認識センサ1の情報を取得する(ステップS108のNO)。危険挙動の検知は、危険挙動の種類とその危険度より設定される。
 危険挙動と判断できた場合(ステップS108のYES)は、危険度が追従即解除危険度の閾値以上であるかを判断する。閾値以上で第1の危険挙動である場合(ステップS109でYES)、先行車追従中かどうかを確認し、追従中(ステップS112のYES)であれば先行車追従を解除する(ステップS113)。このタイミングが第1の危険挙動が検知された場合における追従制御の第1の解除タイミングである。このように危険度の種類が即解除の場合には危険度がきわめて高いと判断して、このタイミングで即追従解除とする。本実施例1では、閾値を「5」に設定してあり、先行車が制限速度超過の危険挙動をしているときには、図2の危険挙動の危険度「5」であり、即追従解除となる。
 追従即解除危険度が閾値以上でない場合(ステップS109のNO)は、ステップS104で初期化した危険度の情報に、今回の危険挙動の重み付けに基づき算出した危険度を加算して、危険度の情報を累計する(ステップS110)。検知した危険挙動の情報は、音声や視覚メッセージで自車のドライバーに通知してもよい。
 危険度の累計を求めた後は、ステップS103で設定した累計危険度の閾値に達したかどうかを判断する。まだ閾値に達していないときは、次の外界認識センサの情報を取得する(ステップS111のNO)。先行車の危険挙動の累計が閾値(本実施例1では「5」)に達した場合(ステップS111のYES)は、ステップS112で先行車追従中かどうかを確認し、追従中でなければ次の外界認識センサ1の情報を取得する(ステップS112のNO)。
 先行車追従中に危険挙動の累積が閾値に達した場合(ステップS111のYES)は、先行車追従機能を解除する(ステップS112、ステップS113)。このタイミングが第2の危険挙動が検知された場合における追従制御の第2の解除タイミングであり、前記の第1の危険挙動が検知された第1の解除タイミングと異なるタイミングである。先行車追従機能を解除する場合は、音声や視覚メッセージで自車のドライバーに通知してもよい。本実施例1では、例えば先行車が急加速するとともに急ハンドルを行った場合、急加速の危険度が「2」であり、急ハンドルの危険度が「3」の場合は累計の危険度が「5」となるため、追従解除が実行されアクチュエータ3への制御が解除される。なお、ステップS109でNOの場合にステップS111で加算され危険度の累計が算出されるが、この後に危険度の高い危険挙動が検知されたときは、ステップS109で即追従解除されるとともに、ステップS111でも累計で解除されるため、第1と第2のタイミングが同じとなることもある。
 本実施例1の場合は、先行車の挙動情報に基づいて危険度を検知し、危険挙動の危険度が高い場合には、第1の解除タイミングで追従即解除を実行し、危険度が低い場合には危険度の累計を判断して危険度(累計)が追従解除累計危険度の閾値を超えた第2の解除タイミングで追従解除を実行する。このように危険挙動の種類や危険度の累計に基づいて、2つの異なる解除タイミングで先行車追従解除を実行するため、危険挙動の判断精度を向上でき、先行車ドライバーの一過的な運転操作による自車両の追従制御の誤解除を抑止できる。また、先行車が危険挙動をする場合に追従走行を解除するため、危険な追従走行を防止できる。
 次に本発明に係る車両走行制御装置2の実施例2について説明する。車載システムの基本構成は、前述実施例1における車載システムの構成と同様である。しかしながら実施例2は、車両走行制御装置2の先行車挙動判断手段における危険挙動の判断方法が前述実施例1とは異なる。
 図4は、本発明に係る車両走行制御装置の実施例2の制御説明に供するためのフローチャートであり、先行車の危険挙動の危険度が高い場合と、危険度が低い場合の危険挙動の発生頻度に基づいた先行車挙動判断とを示したものである。
 自車両のドライバーの操作などにより、先行車追従機能を開始するタイミングで、車両走行制御装置2が図4のフローチャートを開始する(ステップS201)。
 実施例2では、先行車の危険挙動の危険度が高い場合と、危険挙動が発生する頻度に基づき先行車追従機能の実行を解除する。そのため、先行車追従を解除する条件に係る危険挙動の発生回数をカウントする規定時間と、危険度が高い場合に追従即解除危険度の閾値を設定すると共に、発生回数(追従解除累計回数)の閾値を最初に設定する(ステップS202~S204)。前記規定時間と発生回数の閾値は、車載システムが標準値といくつかの選択肢を与えて、自車のドライバーが自らの判断により選択できるようにしてもよい。
 また先行車追従機能の実行中における危険挙動回数を累計するための情報を初期化し、ステップS202で設定した規定時間を計測するタイマーを初期化し起動する(ステップS205)。
 次に前述のタイマーが規定時間を経過したかどうかを判断する(ステップS206)。規定時間を経過した場合(ステップS206のYES)は、ステップS205の処理に戻り、危険挙動回数(累計)の再初期化と、規定時間計測タイマーの初期化と再起動を実行する。
 タイマーが規定時間を経過していない場合(ステップS206のNO)の、外界認識センサ1で得られた情報により先行車が存在するかどうかの判断手段と、図2の危険挙動を検知したかどうかの判断手段(ステップS207)は、実施例1におけるステップS105、S107と同様である。
 先行車の危険挙動を検知した場合(ステップS208のYES)は、危険度が追従即解除危険度(閾値)以上であるか判断する。閾値以上である場合(ステップS209でYES)、先行車を追従中かどうか確認し、追従中(ステップS212のYES)であれば先行車追従を解除する(ステップS213)。このタイミングが第1の危険挙動が検知された場合における追従制御の第1の解除タイミングである。このように危険度の種類が即解除の場合には危険度がきわめて高いと判断して、このタイミングで即追従解除とする。
 危険度が追従即解除危険度(閾値)以上でない場合(ステップS209のNO)、ステップS205で初期化した危険挙動回数をインクリメントする(ステップS210)。検知した危険挙動の情報は、音声や視覚メッセージでドライバーに通知してもよい。危険挙動を検知できなかったときは、ステップS206に戻り、タイマーの経過時間をチェックする(ステップS206)。
 追従即解除危険度が閾値以上でなく(ステップS209のNO)、ステップS210において危険挙動回数をインクリメントした後は、ステップS204で設定した危険挙動回数の閾値に達したかどうかを判断する。まだ閾値に達していない(ステップS211のNO)ときは、ステップS206に戻り、タイマーの経過時間をチェックする。
 先行車の危険挙動回数が閾値に達した場合(ステップS211のYES)は、ステップS212で先行車追従中かどうかを確認し、追従中でなければ(ステップS212のNO)、ステップS206に戻り、タイマーの経過時間をチェックする。
 先行車の危険挙動累計回数が閾値に達した場合(ステップS211のYES)、すなわち危険挙動の発生頻度が閾値に達した場合は、実施例1におけるステップS112、S113と同様に先行車追従機能を解除する(ステップS212、ステップS213)。このように、危険挙動の頻度(累計回数)に基づいて、危険挙動の累計回数が閾値に達したタイミングで追従解除を行うのが第2の解除タイミングであり、前記第1の解除タイミングと異なるタイミングである。危険挙動の頻度(累計回数)は、例えば図2の危険挙動の危険度の高い場合は少ない回数で閾値を超えるように設定し、危険度の低い場合はすぐに閾値を超えないように設定する等、適宜変更できると好ましい。
 本実施例2の場合は、先行車の挙動情報に基づいて危険挙動を検知し、危険挙動の危険度が高い場合には、第1の解除タイミングで追従即解除を実行し、危険度が低い場合には危険挙動の発生頻度を判断して危険挙動累計回数が閾値を超えた第2の解除タイミングで追従解除を実行する。このように危険挙動の種類や発生頻度に基づいて、2つの異なる解除タイミングで先行車追従解除を実行するため、危険挙動の判断精度を向上でき、先行車ドライバーの一過的な運転操作による自車両の追従制御の誤解除を抑止できる。また、先行車が危険挙動をする場合に追従走行を解除するため、危険な追従走行を防止できる。
 以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、危険挙動の危険度を1~5の段階で示す例を示したが、これに限られるものでなく、1~3の段階や他の段階で示すようにしてもよい。
 また、前記の実施例では、第1の解除タイミングとして危険度の高い危険挙動を1回検知したときに追従解除する例を示したが、第1の解除タイミングとして危険度の比較的高い危険挙動を2回検知したときに追従解除するように構成し、第2のタイミングとして危険度の低い危険挙動を例えば5回累計されたときとするように構成してもよい。
 また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
 1…外界認識センサ
 2…車両走行制御装置
 21…先行車挙動認識手段
 22…先行車挙動判断手段
 23…車両運動制御手段
 3…アクチュエータ
 4…車両走行情報手段

Claims (10)

  1.  先行車への追従と追従解除の制御を行う車両走行制御装置であって、
     前記先行車の挙動情報により検知された危険挙動に基づき第1の危険挙動と該第1の危険挙動と異なる第2の危険挙動を設定し、前記第1の危険挙動に基づき設定される追従制御の解除タイミングと、前記第2の危険挙動に基づき設定される追従制御の解除タイミングとにより追従解除制御を行うことを特徴とする車両走行制御装置。
  2.  前記第1の危険挙動に基づき設定される解除タイミングと、前記第2の危険挙動に基づき設定される解除タイミングとが異なることを特徴とする請求項1に記載の車両走行制御装置。
  3.  前記第1の危険挙動は、前記危険挙動の種類とその危険度により設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の車両走行制御装置。
  4.  前記第2の危険挙動は、前記危険挙動の種類とその危険度の累計または発生頻度により設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の車両走行制御装置。
  5.  先行車の挙動情報を取得する先行車挙動認識手段と、前記挙動情報から前記先行車の危険挙動を検知し、前記検知された危険挙動に基づいて、前記先行車への追従制御の可否を判断する先行車挙動判断手段と、前記追従制御の可否判断に基づいて、加減速・制動・舵角の制御命令をアクチュエータへ出力する車両運動制御手段を有することを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の車両走行制御装置。
  6.  前記先行車挙動判断手段は、検知された前記危険挙動の危険度の累計が、予め定めた閾値に達した前記第2の危険挙動の解除タイミングで、前記先行車への追従制御を解除すると判断することを特徴とする請求項5に記載の車両走行制御装置。
  7.  前記先行車挙動判断手段は、検知された前記危険挙動の発生頻度が、予め定めた閾値に達した前記第2の危険挙動の解除タイミングで、前記先行車への追従制御を解除すると判断することを特徴とする請求項5に記載の車両走行制御装置。
  8.  前記危険挙動は、制限速度超過、急加速、急減速、急ハンドル、ふらつき、車線非キープ、低速過ぎる車速、高速過ぎる車速のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の車両走行制御装置。
  9.  前記先行車挙動判断手段は、前記危険挙動の種類とその危険度、および前記危険度の累計または前記危険挙動の発生頻度に基づいて前記先行車への追従制御の可否を判断することを特徴とする請求項5に記載の車両走行制御装置。
  10.  前記追従制御が否の場合、前記追従制御の解除タイミングが前記危険挙動の種類とその危険度、および前記危険度の累計または前記危険挙動の発生頻度によって異なることを特徴とすることを特徴とする請求項9に記載の車両走行制御装置。
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