WO2018042499A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2018042499A1
WO2018042499A1 PCT/JP2016/075234 JP2016075234W WO2018042499A1 WO 2018042499 A1 WO2018042499 A1 WO 2018042499A1 JP 2016075234 W JP2016075234 W JP 2016075234W WO 2018042499 A1 WO2018042499 A1 WO 2018042499A1
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speed
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allowable upper
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PCT/JP2016/075234
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大村　博志
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マツダ株式会社
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    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2554/804—Relative longitudinal speed

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device that supports safe driving of a vehicle.
  • a plurality of safe driving support systems including a lane keeping assist system and an auto cruise system are mounted on a vehicle.
  • automatic brake control, steering assist control, and the like are used. Therefore, a brake request signal for performing automatic brake control and a steering request signal for performing steering assist control may be issued from each system.
  • a brake request signal may be issued from different systems at different timings. In such a case, priority is given to one request signal from a plurality of request signals (see, for example, Patent Document 1).
  • This invention was made in order to solve such a problem, and it aims at providing the vehicle control apparatus which can perform the vehicle control for safe driving assistance efficiently.
  • the present invention is a vehicle control device mounted on a vehicle, which detects an object outside the vehicle and detects a rear area from a lateral area of the object with respect to the traveling direction of the vehicle. And a speed distribution region that defines a distribution of an allowable upper limit value of the relative speed of the vehicle with respect to the object in the traveling direction of the vehicle over the front region, and the speed distribution region has a lateral distance and a longitudinal distance from the object. The smaller the smaller the allowable upper limit value is, the lower the allowable upper limit value is set.
  • a velocity distribution area is set for each object, and the vehicle is relative to the multiple objects in the direction of travel It is configured to calculate a speed and execute avoidance control that suppresses the relative speed of the vehicle from exceeding an allowable upper limit value defined by a plurality of speed distribution regions for a plurality of objects. That, characterized in that.
  • the velocity distribution region is set from the lateral region of the detected object to the rear region and the front region.
  • an allowable upper limit value of the relative speed of the vehicle with respect to the object is set.
  • a speed distribution region is set for each of the objects, and an allowable upper limit value in which the relative speed of the vehicle is set in the plurality of speed distribution regions. It is controlled not to exceed Therefore, when the vehicle travels in the vicinity of a plurality of objects, the relative speed is limited with respect to all detected objects existing around.
  • the allowable upper limit value with respect to the relative speed between the object and the vehicle is limited, and control is performed by integrating a safe driving support system such as automatic brake control and steering assist control. Therefore, safe driving support can be provided by simple and efficient speed control.
  • the velocity distribution region is set such that the allowable upper limit value decreases as the lateral distance and the longitudinal distance from the object are smaller.
  • the allowable upper limit value with respect to the relative speed of the vehicle is limited according to the distance from the object, and the vehicle is far away from the object. A large relative speed is allowed, but when the vehicle is approaching the object, the vehicle speed is limited to a small relative speed.
  • the vehicle speed and / or the steering direction are changed so that the relative speed of the vehicle in the plurality of speed distribution regions does not exceed the allowable upper limit value.
  • the vehicle speed itself is changed (decelerated) so that the relative speed of the vehicle does not exceed the allowable upper limit set in the plurality of speed distribution regions.
  • the travel route can be changed by changing the steering direction so as to pass through an area having a larger allowable upper limit value, or both the speed and the steering direction can be changed.
  • a vehicle route is calculated based on a plurality of speed distribution regions.
  • the vehicle can travel on a safe route in relation to the object.
  • the route is such that two allowable upper limit values defined for two objects are equal in a portion where the vehicle passes between two objects of the plurality of objects. Are formed so as to extend in the traveling direction of the vehicle. According to the present invention configured as described above, when a vehicle passes between two objects, it is possible to travel along a route having a maximum allowable upper limit value of the relative speed.
  • one or a plurality of recommended travel routes capable of traveling at the current relative speed of the vehicle are calculated.
  • the recommended travel route is calculated so that the object can travel without reducing the relative speed.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle control system according to an embodiment of the present invention. It is explanatory drawing explaining the passing speed control by embodiment of this invention. It is explanatory drawing which shows the relationship between the allowable upper limit of the passing speed in the horizontal position of the target object, and clearance by embodiment of this invention. It is explanatory drawing of the speed distribution area
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle control system.
  • a vehicle control system 100 is mounted on a vehicle 1 (see FIG. 2), and includes a vehicle control device (ECU) 10, a plurality of sensors, and a plurality of control systems.
  • the plurality of sensors include an in-vehicle camera 21, a millimeter wave radar 22, a vehicle speed sensor 23, a positioning system 24, and a navigation system 25.
  • the plurality of control systems include an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33.
  • the ECU10 is comprised by the computer provided with CPU, the memory which memorize
  • the in-vehicle camera 21 images the surroundings of the vehicle 1 and outputs the captured image data.
  • the ECU 10 specifies an object (for example, a preceding vehicle) based on the image data.
  • ECU10 can pinpoint the advancing direction or front-back direction of a target object from image data.
  • the millimeter wave radar 22 is a measuring device that measures the position and speed of an object, transmits radio waves (transmission waves) toward the front of the vehicle 1, and reflects reflected waves generated by reflection of the transmission waves by the object. Receive.
  • the millimeter wave radar 22 measures the distance between the vehicle 1 and the object (for example, the inter-vehicle distance) and the relative speed of the object with respect to the vehicle 1 based on the transmitted wave and the received wave.
  • a distance from the object and a relative speed may be measured using a laser radar, an ultrasonic sensor, or the like.
  • you may comprise a position and speed measuring apparatus using a some sensor.
  • the vehicle speed sensor 23 calculates the absolute speed of the vehicle 1.
  • the positioning system 24 is a GPS system and / or a gyro system, and calculates the position of the vehicle 1 (current vehicle position information).
  • the navigation system 25 stores map information therein and can provide the map information to the ECU 10. Based on the map information and the current vehicle position information, the ECU 10 identifies roads, traffic signals, buildings, and the like that exist around the vehicle 1 (particularly in the forward direction). Further, the ECU 10 may specify cliffs, grooves, holes and the like that are difficult to specify from the image data obtained by the in-vehicle camera 21 based on the map information.
  • the map information may be stored in the ECU 10.
  • the engine control system 31 is a controller that controls the engine of the vehicle 1.
  • the ECU 10 When it is necessary to accelerate or decelerate the vehicle 1, the ECU 10 outputs an engine output change request signal requesting the engine control system 31 to change the engine output.
  • the brake control system 32 is a controller for controlling the brake device of the vehicle 1.
  • the ECU 10 When it is necessary to decelerate the vehicle 1, the ECU 10 outputs a brake request signal requesting the brake control system 32 to generate a braking force on the vehicle 1.
  • the steering control system 33 is a controller that controls the steering device of the vehicle 1.
  • the ECU 10 When it is necessary to change the traveling direction of the vehicle 1, the ECU 10 outputs a steering direction change request signal for requesting the steering control system 33 to change the steering direction.
  • FIG. 2 is an explanatory view for explaining the passing speed control
  • FIG. 3 is an explanatory view showing the relationship between the allowable upper limit value of the passing speed and the clearance at the lateral position of the object.
  • the vehicle 1 is traveling on the traveling road 2, and is trying to pass the vehicle 3 by passing another vehicle 3 parked on the roadside of the traveling road 2.
  • a road for example, a preceding vehicle, a parked vehicle, or a guardrail
  • the driver of the traveling vehicle is traveling in the lateral direction perpendicular to the traveling direction.
  • a predetermined clearance or interval is maintained between the vehicle and the object, and the vehicle is decelerated to a speed at which the driver of the traveling vehicle feels safe.
  • the pedestrian comes out from the blind spot of the target object, or the door of the parked vehicle opens, The relative speed is reduced.
  • the driver of the traveling vehicle adjusts the speed (relative speed) according to the inter-vehicle distance (vertical distance) along the traveling direction. Specifically, when the inter-vehicle distance is large, the approach speed (relative speed) is maintained high, but when the inter-vehicle distance is small, the approach speed is decreased. The relative speed between the two vehicles is zero at a predetermined inter-vehicle distance. This is the same even if the preceding vehicle is a parked vehicle.
  • the driver drives the vehicle to avoid danger while considering the relationship between the distance between the object and the vehicle (including the lateral distance and the longitudinal distance) and the relative speed. Yes.
  • the vehicle 1 is positioned around the object (lateral area, rear area, And over the front area), a two-dimensional distribution (speed distribution area 40) that defines an allowable upper limit value for the relative speed in the traveling direction of the vehicle 1 is set.
  • a two-dimensional distribution that defines an allowable upper limit value for the relative speed in the traveling direction of the vehicle 1 is set.
  • an allowable upper limit value V lim of relative velocity is set at each point around the object.
  • the relative speed with respect to the object is limited by the allowable upper limit value V lim in the speed distribution region 40 during operation of the driving support system.
  • the velocity distribution region 40 is set such that the allowable upper limit value of the relative velocity becomes smaller as the lateral distance and the longitudinal distance from the object become smaller (closer to the object). Further, in FIG. 2, for the sake of easy understanding, an equal relative velocity line connecting points having the same allowable upper limit value is shown.
  • the equal relative velocity lines a, b, c and d correspond to allowable upper limit values V lim of 0 km / h, 20 km / h, 40 km / h and 60 km / h, respectively.
  • the speed distribution region 40 does not necessarily have to be set over the entire circumference of the target object, and is set at least on one side in the lateral direction of the target object on which the vehicle 1 is present (the right side region of the vehicle 3 in FIG. 2). Just do it.
  • the speed distribution area 40 is also shown in an area where the vehicle 1 does not travel (outside the travel path 2), but the speed distribution area 40 may be set only on the travel path 2.
  • the speed distribution region 40 with an allowable upper limit value of 60 km / h is shown. However, the speed distribution region 40 is increased to a higher relative speed in consideration of the passing with the oncoming vehicle traveling on the oncoming lane. Can be set.
  • the clearance X is equal to or greater than D 0 , the larger the clearance, the more the vehicle 1 can pass at a higher relative speed.
  • k is a gain coefficient related to the degree of change in V lim with respect to X, and is set depending on the type of the object.
  • D 0 is also set depending on the type of the object.
  • V lim includes a safe distance and is defined to be a quadratic function of X.
  • V lim may not include a safe distance. You may define with another function (for example, linear function etc.).
  • V lim in the horizontal direction of the object has been described with reference to FIG. 3, it can be set in the same manner for all radial directions including the vertical direction of the object. At that time, the coefficient k and the safety distance D 0 can be set according to the direction from the object.
  • FIG. 4A, 4B, and 4C are explanatory diagrams of speed distribution areas set for guardrails, pedestrians, and traffic signals, respectively.
  • FIG. 5 is an allowable upper limit of passing speed according to different types of objects.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between values and clearances, and FIG. 6 is an explanatory diagram of different types of objects and safety distances according to vehicle absolute speed.
  • FIG. 4A shows a case where a guard rail 4 and a lane boundary line 5 are provided along the traveling path 2.
  • These objects extend in the longitudinal direction along the travel path 2 and are considered to be formed only by the side surfaces (lateral surfaces), or small objects are continuously arranged in the longitudinal direction. Can do.
  • the equal relative speed lines a to d are also set so as to extend along the travel path 2. Therefore, the vehicle 1 is allowed to travel at a high speed in the center of the travel path 2, but the speed is limited to a lower speed as the end of the travel path 2 is approached.
  • FIG. 4B shows a case where the pedestrian 6 on the traveling path 2 or the pedestrian 6 on the external walking path near the traveling path 2 is going to cross the traveling path 2.
  • the object parked vehicle 3
  • the velocity distribution region 40 shown in FIG. 2 is formed such that a substantially elliptical equal relative velocity line extends toward the vehicle 1 along the traveling direction of the vehicle 1.
  • the velocity distribution region 40 is set so as to extend toward the vehicle 1 along the traveling direction of the vehicle 1 and also to extend in the lateral direction (right direction in FIG. 4B) along the traveling direction of the object.
  • FIG. 4B for example, it can be predicted that the image pedestrian 6 is moving in the right direction from the image data obtained by the in-vehicle camera 21.
  • FIG. 4C shows a case where the traffic signal 7 in front of the vehicle 1 on the travel path 2 is “red”.
  • equal relative speed lines a to d are set in order from the traffic signal 7 toward the vehicle 1. Therefore, the vehicle 1 gradually decelerates within the speed distribution region 40 and stops at the position of the equal relative speed line a (0 km / h).
  • FIG. 5 is a graph similar to FIG. 3, but an example of a guardrail (line A2) and a pedestrian (line A3) is added in addition to the vehicle (line A1).
  • the degree of change in the allowable upper limit value V lim with respect to the clearance X is set larger than in the case of the guardrail (line A2) and in the case of the vehicle (line A1).
  • coefficient k coefficient of change
  • the degree of change (coefficient k) of the allowable upper limit value V lim with respect to the clearance X is set smaller than in the case of a pedestrian (line A3) and in the case of a vehicle (line A1). Thereby, the safety with respect to a pedestrian can be improved more. Further, when the pedestrian is an adult, when the pedestrian is a child, or when there are a plurality of pedestrians, different gains (coefficients k) may be set.
  • different safety distances D 0 may be set according to the difference in the type of object.
  • the safety distance can be set to decrease in the order of pedestrians, vehicles, and guardrails.
  • a larger safety distance may be set for children than adults.
  • FIG. 6 shows the relationship between the vehicle speed V ABS (absolute speed) and the safety distance D 0 when the object is a vehicle (line B1), a guardrail (line B2), and a pedestrian (line B3).
  • V ABS absolute speed
  • D 0 safety distance
  • the safety distance is set larger when the vehicle 1 overtakes the preceding vehicle at low speed than when the vehicle 1 overtakes the preceding vehicle.
  • the velocity distribution region can be set based on various parameters.
  • parameters for example, the relative speed between the vehicle 1 and the object, the type of the object, the traveling direction of the vehicle 1, the moving direction and moving speed of the object, the length of the object, the absolute speed of the vehicle 1 and the like are considered. Can do. That is, the coefficient k and the safety distance D 0 can be selected based on these parameters.
  • the object includes a vehicle, a pedestrian, a bicycle, a traveling road section, an obstacle, a traffic signal, a traffic sign, and the like.
  • vehicles can be distinguished by automobiles, trucks, and motorcycles.
  • Pedestrians can be distinguished by adults, children and groups.
  • the traveling road section includes a guide rail, a road shoulder that forms a step at the end of the traveling road, a median strip, and a lane boundary line.
  • Obstacles include cliffs, grooves, holes, and falling objects.
  • Traffic signs include stop lines and stop signs.
  • the velocity distribution regions are shown independently for each object. However, when a plurality of objects are close to each other, the plurality of velocity distribution regions overlap each other. . For this reason, in the overlapping portion, not the substantially elliptical uniform relative velocity line as shown in FIGS. 2 and 4, but the smaller allowable upper limit value is prioritized and the other is excluded, or 2
  • the iso-relative velocity line is set so that the two substantially elliptical shapes are smoothly connected.
  • FIGS. 7 and 9 are explanatory diagrams of the operation of the vehicle control system
  • FIGS. 8 and 10 are explanatory diagrams of the allowable upper limit value of the relative speed
  • FIG. 11 is a processing flow of the vehicle control device. 7 and 9, other objects such as guardrails are excluded for easy understanding.
  • the ECU 10 data acquisition unit of the vehicle 1 acquires various data from a plurality of sensors (S10). Specifically, the ECU 10 receives image data obtained by imaging the front of the vehicle 1 from the in-vehicle camera 21, receives measurement data from the millimeter wave radar 22, and receives vehicle speed data from the vehicle speed sensor 23.
  • ECU10 target object detection part
  • the ECU 10 acquires the position and relative speed of the detected object (vehicles 8A and 8B) with respect to the vehicle 1 based on the measurement data.
  • the position of the object includes a y-direction position (vertical distance) along the traveling direction of the vehicle 1 and an x-direction position (horizontal distance) along the lateral direction orthogonal to the traveling direction.
  • the relative speed the relative speed included in the measurement data may be used as it is, or a speed component along the traveling direction may be calculated from the measurement data.
  • the velocity component orthogonal to the traveling direction does not necessarily have to be calculated, but may be estimated from a plurality of measurement data and / or a plurality of image data if necessary.
  • the vehicles 8A and 8B are traveling in the same direction as the vehicle 1.
  • ECU10 speed distribution area setting unit sets speed distribution areas 40A and 40B for all detected objects (ie, vehicles 8A and 8B), respectively (S12). Then, the ECU 10 (route calculating unit) sets the route in which the vehicle 1 can travel and the positions on the route according to a preset mode based on all the set speed distribution regions 40A and 40B. A vehicle speed or a target speed is calculated (S13).
  • the set vehicle speed is set to a value limited by the allowable upper limit values of a plurality of speed distribution regions at each point on the route. That is, the relative speed with respect to the object generated by the set speed is calculated so as to be a smaller allowable upper limit value V lim among the allowable upper limit values of the plurality of speed distribution regions.
  • the set speed is adjusted so that the speed change along the route becomes smooth. Then, in order for the vehicle 1 to travel on the calculated route, the ECU 10 (avoidance control execution unit) executes the following avoidance control according to a preset mode (S14).
  • the vehicle 1 is configured so that the driver can select a desired driving support mode using an input device (not shown). Further, a predetermined mode may be set in the ECU 10 in advance. Further, since the processing flow of FIG. 11 is repeatedly executed every predetermined time (for example, 0.1 second), the calculated route and the set speed on this route change with time.
  • FIG. 8A shows a change in the allowable upper limit value V lim in the horizontal direction (x direction) at the vertical position A (see FIG. 7) where the vehicle 8A is located.
  • FIG. 8B shows a change in the allowable upper limit value V lim at the longitudinal position B (see FIG. 7) between the vehicles 8A and 8B.
  • x 0 , x A , and x B indicate the center positions in the width direction of the vehicles 1, 8A, and 8B in the x direction, respectively.
  • the relative speed of the vehicle 1 is limited by the two velocity distribution regions 40A and 40B. Specifically, as shown in FIGS. 8A and 8B, the relative speed of the vehicle 1 is smaller than the allowable upper limit value defined in the two speed distribution regions 40A and 40B. It is limited by the upper limit (see the solid line in the figure).
  • the allowable upper limit value V lim is maximum at the position x 1 in the horizontal direction, and at position B, the allowable upper limit value V lim is maximum at the position x 2. .
  • the maximum value (and its horizontal position x) of the allowable upper limit value V lim changes according to the vertical position y.
  • Route R1 is a straight route.
  • the route R1 is calculated when the straight ahead priority mode (or the shortest distance priority mode) is set.
  • the relative speed with respect to the vehicle 8A is about 0 km / h at the longitudinal position A. It is limited by the allowable upper limit value, and the relative speed with respect to the vehicle 8B is limited by the allowable upper limit value of about 60 km / h. Further, at the vertical position B, the relative speed with respect to the vehicles 8A and 8B is limited by an allowable upper limit value of about 50 km / h. Therefore, on the route R1, the vehicle 1 can pass by decelerating and accelerating.
  • the vehicle 1 When the automatic speed tracking mode for automatically following the set speed is selected in addition to the straight ahead priority mode, the vehicle 1 is in the y-direction position until the vehicle 1 passes the vehicles 8A and 8B during traveling on the route R1. The vehicle is automatically decelerated so as to follow the permissible upper limit value, and after passing the vehicle 8B, the vehicle is accelerated to the set speed.
  • the ECU 10 follows the relative speed of the allowable upper limit value below the set vehicle speed on the route R1, so that the engine control system 31, An engine output change request signal and a brake request signal are output to the brake control system 32, respectively.
  • the driver maintains the same accelerator depression amount.
  • the speed of the vehicle 1 is automatically controlled by avoidance control as described above. That is, the relative speed of the vehicle 1 is maintained at the allowable upper limit value at each point unless the driver depresses the accelerator depression amount so that the driver decelerates to a relative speed equal to or lower than the allowable upper limit value.
  • the vehicle 1 enters the route R1 at a relative speed of 40 km / h for example, if the accelerator depression amount is not decreased, the relative speed is increased until the vehicle 1 enters the equal relative speed line c (corresponding to 40 km / h). It is maintained at 40 km / h (not accelerated / decelerated).
  • the route R2 is calculated when a speed priority mode that is a mode setting for suppressing a decrease in vehicle speed is set.
  • the route R2 is, for example, a route in which the vehicle 1 traveling at a relative speed of 60 km / h continuously passes through a point where the allowable upper limit value V lim is maximum with the vehicle speed at that time as an upper limit value. That is, the route R2 is a portion that passes between the vehicle 8A and the vehicle 8B, and the point where the two allowable upper limit values V lim of the two velocity distribution regions 40A and 40B are equal to each other in the traveling direction of the vehicle 1. It is formed to extend.
  • the allowable upper limit value V lim is 60 km because the route R2 is along the equal relative speed line d of the vehicle 8A until it reaches the equal relative speed line d of the vehicle 8B. / H. Then, within the equal relative speed line d of the vehicle 8B, the route R2 continuously crosses the position in the x direction that is the maximum value of the allowable upper limit value V lim of the two speed distribution regions 40A and 40B. In FIG. 7, the right side of the vehicle 8B is not allowed to pass.
  • the vehicle 1 travels on the route R2 by the automatic steering, and the relative speed is the route R2.
  • the allowable upper limit value V lim at each of the above points is maintained.
  • the ECU 10 outputs a steering direction change request signal to the steering control system 33 so as to travel on the route R2.
  • the ECU 10 controls the engine so as to prevent the relative speed from exceeding the allowable upper limit value by following the allowable upper limit value at the vehicle speed or less corresponding to the accelerator depression amount on the route R2.
  • An engine output change request signal and a brake request signal are output to the control system 31 and the brake control system 32, respectively.
  • the vehicle 1 traveling at a relative speed of 60 km / h changes its course by the driver's operation of the steering wheel and enters the route R2
  • the ECU 10 outputs an engine output change request signal and a brake request signal so that the vehicle 1 travels at a set speed that follows the allowable upper limit value on the route R2.
  • a route other than the routes R1 and R2 may be calculated according to the driver's preference.
  • the path can be calculated using the fluctuation width of the vertical acceleration (vertical G) and the fluctuation width of the horizontal acceleration (horizontal G) on the path as parameters.
  • FIG. 10 shows the allowable upper limit value V lim at the longitudinal position A of the vehicle 8A.
  • Route R3 is a straight-ahead route and is calculated when the straight-ahead priority mode is set.
  • the route R3 is a straight route similar to the route R1 in FIG.
  • the routes R4 and R5 are calculated when the speed priority mode is set.
  • a route can be generated so as to pass outside the two equal relative velocity lines d (for example, route R4, R5, etc.), and in such a route, the allowable upper limit value V lim is 60 km / h or more. It becomes. Therefore, the vehicle 1 traveling at a relative speed of 60 km / h can travel on the routes R4 and R5 (recommended travel route) without reducing the relative speed.
  • the right side of the vehicle 8B is also allowed to pass.
  • the allowable upper limit value V lim is 60 km / h or more between the position x 3 and the position x 4 at the longitudinal position A where the vehicle 8A is located. Only thus, for example, it can be set a path R4 as vehicle 1 was traveling at a relative speed 60 km / h to pass through an arbitrary position between the position x 3 and the position x 4, by various limitations It is possible to configure so as to calculate the route R4.
  • a restriction is, for example, a restriction passing through the lateral position x close to the center of the travel path, a restriction passing through the center between the position x 3 and the position x 4 that are the allowable upper limit value at the current relative speed, and the position x 3.
  • the vehicle 1 travels so as to avoid the two speed distribution areas 40A and 40B on the left side. Therefore, the distance that the vehicle 1 avoids in the lateral direction is larger on the route R5 than on the route R4.
  • the route R4 and R5 may be set in the ECU 10 in advance at the time of manufacture, or the driver manually sets the ECU 10 with an input device (not shown). May be.
  • the route R4 and R5 may be set such that the one with the smaller avoidance distance in the horizontal direction (route R4 in the case of FIG. 9) is selected.
  • the route R5 may be set to be selected.
  • the route (R5) that passes outside the two objects may be given priority over the route (R4) that passes between the two objects, or vice versa. Good.
  • the allowable upper limit value on the routes R4 and R5 is at least larger than the relative speed of 60 km / h. Therefore, if the vehicle 1 enters the route R4 or R5 at a relative speed of 60 km / h, the vehicle 1 travels on the route R4 or R5 by automatic steering while maintaining the same vehicle speed.
  • the ECU 10 outputs a steering direction change request signal to the steering control system 33 so as to travel on the route R4 or R5.
  • the vehicle speed corresponding to the amount of depression of the accelerator is maintained, so the engine output change request signal and the brake request signal are not output.
  • the vehicle 1 traveling at a relative speed of 60 km / h changes the course by the driver's operation of the steering wheel and enters the route R4 or R5. Then, the vehicle 1 is not limited by the relative speed by the speed distribution regions 40A and 40B. Therefore, during traveling on the route R4 or R5, the ECU 10 does not output an engine output change request signal or a brake request signal, so that the vehicle speed corresponding to the accelerator depression amount is maintained.
  • the speed distribution region 40 is set from the lateral region of the detected object (parked vehicle 3, pedestrian 6, etc.) to the rear region and the front region. In this speed distribution area, an allowable upper limit value of the relative speed of the vehicle with respect to the object is set.
  • speed distribution regions 40A, 40B are set for the respective objects, and the relative speed of the vehicle 1 is Control is performed so as not to exceed the allowable upper limit set in the plurality of velocity distribution regions 40A and 40B.
  • the relative speed is limited for all surrounding objects.
  • the allowable upper limit value for the relative speed between the object and the vehicle is limited, and a safe driving support system such as automatic brake control or steering assist control is integrated. Since it can be controlled, safe driving support can be provided by simple and efficient speed control.
  • the velocity distribution region is set so that the allowable upper limit value decreases as the lateral distance and the longitudinal distance from the object are smaller.
  • the allowable upper limit with respect to the relative speed of the vehicle 1 may be restrict
  • the speed and / or steering direction of the vehicle 1 is changed so that the relative speed of the vehicle 1 in the plurality of speed distribution regions 40A and 40B does not exceed the allowable upper limit value.
  • it is configured to change (decelerate) the speed of the vehicle 1 as in the route R1 in FIG. 7, or has a larger allowable upper limit value as in the routes R4 and R5 in FIG.
  • the travel route can be changed by changing the steering direction so as to pass through the area, or both the speed and the steering direction can be changed as in the route R2.
  • the vehicle since the route of the vehicle 1 is calculated based on the plurality of velocity distribution regions 40A and 40B in the avoidance control, the vehicle can travel along a safe route in relation to the object.
  • the route R2 continues at a point where two allowable upper limit values defined for the two vehicles 8A and 8B are equal in a portion where the vehicle 1 passes between the two vehicles 8A and 8B.
  • it is formed to extend in the traveling direction of the vehicle 1.
  • one or a plurality of recommended travel routes R4 and R5 that can be traveled at the current relative speed of the vehicle 1 are calculated. Therefore, a speed change is caused by traveling on the recommended travel route. It is possible to run the vehicle without any problems.

Abstract

車両に搭載されるＥＣＵ（１０）は、車両（１）の外部にある対象物を検知し、車両（１）の進行方向に対する対象物の横方向領域から後方領域及び前方領域にわたって、車両（１）の進行方向における、対象物に対する車両（１）の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域（４０）を設定する。速度分布領域は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定される。複数の対象物（車両（８Ａ，８Ｂ））が検知された場合、それぞれの対象物に対して速度分布領域（４０Ａ，４０Ｂ）が設定され、複数の対象物に対する車両（１）の相対速度が算出され、車両（１）の相対速度が複数の速度分布領域によって規定された許容上限値を超えることを抑制する回避制御が実行される。

Description

車両制御装置
　本発明は、車両制御装置に係り、特に、車両の安全走行を支援する車両制御装置に関する。
　従来、レーンキープアシストシステムやオートクルーズシステムを含む複数の安全運転支援システムが車両に搭載されている。これらのシステムでは、それぞれ自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等が用いられる。したがって、それぞれのシステムからそれぞれ自動ブレーキ制御を行うためのブレーキ要求信号、及び、操舵アシスト制御を行うための操舵要求信号が出される場合がある。例えば、異なるシステムからそれぞれ異なるタイミングでブレーキ要求信号が出される場合がある。このような場合、複数の要求信号から１つの要求信号が優先されることになる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１－５１５４７号公報
　しかしながら、将来的にさらに安全運転支援システムが複雑化すると、単に１つの要求信号を優先させるだけでは、安全運転支援システムが全体として効率的に機能しなくなるおそれがある。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、安全運転支援のための車両制御を効率的に実行可能な車両制御装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は、車両に搭載される車両制御装置であって、車両の外部にある対象物を検知し、車両の進行方向に対する対象物の横方向領域から後方領域及び前方領域にわたって、車両の進行方向における対象物に対する車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、速度分布領域は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定され、複数の対象物が検知された場合、それぞれの対象物に対して速度分布領域を設定し、車両の進行方向における複数の対象物に対する車両の相対速度を算出し、車両の相対速度が複数の対象物に対する複数の速度分布領域によって規定された許容上限値を超えることを抑制する回避制御を実行するように構成されている、ことを特徴とする。
　このように構成された本発明によれば、検知された対象物の横方向領域から後方領域及び前方領域にわたって速度分布領域が設定される。この速度分布領域には、対象物に対する車両の相対速度の許容上限値が設定される。そして、本発明では、複数の対象物が検知された場合には、それぞれの対象物に対して速度分布領域が設定され、車両の相対速度が、複数の速度分布領域に設定された許容上限値を超えないように、制御される。したがって、車両が複数の対象物付近を走行する際に、周囲に存在する検知されたすべての対象物に対して相対速度が制限される。このように、本発明では、対象物と車両の間の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等の安全運転支援システムを統合して制御できるので、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。
　本発明において、好ましくは、速度分布領域は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定される。
　このように構成された本発明によれば、対象物からの距離に応じて車両の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、車両が対象物から遠く離れている場合には、大きな相対速度が許容されるが、車両が対象物と接近している場合には、小さな相対速度となるように車両速度が制限される。
　本発明において、好ましくは、回避制御において、複数の速度分布領域内における車両の相対速度が許容上限値を超えないように車両の速度及び／又は操舵方向が変更される。
　このように構成された本発明によれば、車両の相対速度が、複数の速度分布領域に設定された許容上限値を超えないようにするため、車両の速度自体を変更（減速）するように構成するか、より大きな許容上限値を有するエリアを通過するように操舵方向の変更により走行経路を変更するように構成するか、速度と操舵方向の両方を変更するように構成することができる。
　本発明において、好ましくは、回避制御において、複数の速度分布領域に基づいて車両の経路が算出される。
　このように構成された本発明によれば、対象物との関係において、安全な経路で車両を走行させることができる。
　本発明において、好ましくは、経路は、車両が複数の対象物のうちの２つの対象物の間を通過する部分において、２つの対象物に対して規定された２つの許容上限値が等しくなる点を連続して、車両の走行方向に延びるように形成される。
　このように構成された本発明によれば、車両が２つの対象物の間を通過する際には、相対速度の許容上限値が最大となる経路に沿って走行することが可能となる。
　本発明において、好ましくは、回避制御において、車両の現在の相対速度で走行可能な１又は複数の推奨走行経路が算出される。
　このように構成された本発明によれば、複数の対象物が検知されても、これら対象物によって相対速度を低下させることなく走行可能なように、推奨走行経路が算出される。これにより、本発明では、推奨走行経路を走行することにより、速度変化を生じさせることなく車両を走行させることが可能である。
　本発明によれば、安全運転支援のための車両制御を効率的に実行可能な車両制御装置を提供することができる。
本発明の実施形態による車両制御システムの構成図である。 本発明の実施形態によるすれ違い速度制御を説明する説明図である。 本発明の実施形態による対象物の横方向位置におけるすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図である。 本発明の実施形態によるガードレール等に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による歩行者に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による信号に対して設定される速度分布領域の説明図である。 本発明の実施形態による異なる種類の対象物に応じたすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図である。 本発明の実施形態による異なる種類の対象物及び車両絶対速度に応じた安全距離の説明図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの作用の説明図である。 図７における相対速度の許容上限値の説明図である。 本発明の実施形態による車両制御システムの作用の説明図である。 図９における相対速度の許容上限値の説明図である。 本発明の実施形態による車両制御装置の処理フローである。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両制御システムについて説明する。先ず、図１を参照して、車両制御システムの構成について説明する。図１は、車両制御システムの構成図である。
　図１に示すように、車両制御システム１００は、車両１（図２参照）に搭載されており、車両制御装置（ＥＣＵ）１０と、複数のセンサと、複数の制御システムとを備えている。複数のセンサには、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車速センサ２３，測位システム２４，ナビゲーションシステム２５が含まれる。また、複数の制御システムには、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３が含まれる。
　ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ，各種プログラムを記憶するメモリ，入出力装置等を備えたコンピュータにより構成される。ＥＣＵ１０は、複数のセンサから受け取った信号に基づき、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３に対して、それぞれエンジンシステム，ブレーキシステム，ステアリングシステムを適宜に作動させるための要求信号を出力可能に構成されている。このため、ＥＣＵ１０は、機能的に、データ取得部と、対象物検知部と、位置及び相対速度算出部と、速度分布領域設定部と、経路算出部と、回避制御実行部とを備えている。
　車載カメラ２１は、車両１の周囲を撮像し、撮像した画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、画像データに基づいて、対象物（例えば、先行車）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、画像データから対象物の進行方向又は前後方向を特定することができる。
　ミリ波レーダ２２は、対象物の位置及び速度を測定する測定装置であり、車両１の前方へ向けて電波（送信波）を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、ミリ波レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、ミリ波レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定するように構成してもよい。また、複数のセンサを用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。
　車速センサ２３は、車両１の絶対速度を算出する。
　測位システム２４は、ＧＰＳシステム及び／又はジャイロシステムであり、車両１の位置（現在車両位置情報）を算出する。
　ナビゲーションシステム２５は、内部に地図情報を格納しており、ＥＣＵ１０へ地図情報を提供することができる。ＥＣＵ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両１の周囲（特に、進行方向前方）に存在する道路、交通信号、建造物等を特定する。また、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データからは特定しにくい崖，溝，穴等を、地図情報に基づいて特定してもよい。地図情報は、ＥＣＵ１０内に格納されていてもよい。
　エンジン制御システム３１は、車両１のエンジンを制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力の変更を要求するエンジン出力変更要求信号を出力する。
　ブレーキ制御システム３２は、車両１のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、車両１への制動力の発生を要求するブレーキ要求信号を出力する。
　ステアリング制御システム３３は、車両１のステアリング装置を制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向の変更を要求する操舵方向変更要求信号を出力する。
　次に、図２及び図３に基づいて、本実施形態のすれ違い速度制御を説明する。図２は、すれ違い速度制御を説明する説明図であり、図３は、対象物の横方向位置におけるすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図である。
　図２では、車両１は走行路２上を走行しており、走行路２の道路脇に駐車された別の車両３とすれ違って、車両３を追い抜こうとしている。
　一般に、道路上又は道路付近の対象物（例えば、先行車、駐車車両、ガードレール）とすれ違うとき（又は追い抜くとき）、走行車の運転者は、進行方向に対して直交する横方向において、走行車と対象物との間に所定のクリアランス又は間隔（横方向距離）を保ち、且つ、走行車の運転者が安全と感じる速度に減速する。具体的には、先行車が急に進路変更したり、対象物の死角から歩行者が出てきたり、駐車車両のドアが開いたりするといった危険を回避するため、クリアランスが小さいほど、対象物に対する相対速度は小さくされる。
　また、一般に、後方から先行車に近づいているとき、走行車の運転者は、進行方向に沿った車間距離（縦方向距離）に応じて速度（相対速度）を調整する。具体的には、車間距離が大きいときは、接近速度（相対速度）が大きく維持されるが、車間距離が小さくなると、接近速度は低速にされる。そして、所定の車間距離で両車両の間の相対速度はゼロとなる。これは、先行車が駐車車両であっても同様である。
　このように、運転者は、対象物と車両との間の距離（横方向距離及び縦方向距離を含む）と相対速度との関係を考慮しながら、危険を回避するように車両を運転している。
　そこで、本実施形態では、図２に示すように、車両１は、車両１から検知される対象物（例えば、駐車車両３）に対して、対象物の周囲に（横方向領域、後方領域、及び前方領域にわたって）、車両１の進行方向における相対速度についての許容上限値を規定する２次元分布（速度分布領域４０）を設定するように構成されている。速度分布領域４０では、対象物の周囲の各点において、相対速度の許容上限値Ｖlimが設定されている。車両１は、運転支援システムの作動時において、この速度分布領域４０内の許容上限値Ｖlimによって、対象物に対する相対速度が制限される。
　図２から分かるように、速度分布領域４０は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど（対象物に近づくほど）、相対速度の許容上限値が小さくなるように設定される。また、図２では、理解の容易のため、同じ許容上限値を有する点を連結した等相対速度線が示されている。等相対速度線ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ許容上限値Ｖlimが０ｋｍ／ｈ，２０ｋｍ／ｈ，４０ｋｍ／ｈ，６０ｋｍ／ｈに相当する。
　なお、速度分布領域４０は、必ずしも対象物の全周にわたって設定されなくてもよく、少なくとも車両１が存在する対象物の横方向の一方側（図２では、車両３の右側領域）に設定されればよい。また、図２では、車両１が走行しない領域（走行路２の外部）にも速度分布領域４０が示されているが、走行路２上のみに速度分布領域４０を設定してもよい。更に、図２では、許容上限値が６０ｋｍ／ｈまでの速度分布領域４０が示されているが、対向車線を走行する対向車とのすれ違いを考慮して、更に大きな相対速度まで速度分布領域４０を設定することができる。
　図３に示すように、車両１がある絶対速度で走行するときにおいて、対象物の横方向に設定される許容上限値Ｖlimは、クリアランスＸがＤ0（安全距離）までは０（ゼロ）ｋｍ／ｈであり、Ｄ0以上で２次関数的に増加する（Ｖlim＝ｋ（Ｘ－Ｄ0）2。ただし、Ｘ≧Ｄ0）。即ち、安全確保のため、クリアランスＸがＤ0以下では相対速度がゼロとなる。一方、クリアランスＸがＤ0以上では、クリアランスが大きくなるほど、車両１は大きな相対速度ですれ違うことが可能となる。
　図３の例では、対象物の横方向における許容上限値は、Ｖlim＝ｆ（Ｘ）＝ｋ（Ｘ－Ｄ0）2で定義されている。なお、ｋは、Ｘに対するＶlimの変化度合いに関連するゲイン係数であり、対象物の種類等に依存して設定される。また、Ｄ0も対象物の種類等に依存して設定される。
　なお、本実施形態では、Ｖlimが安全距離を含み、且つ、Ｘの２次関数となるように定義されているが、これに限らず、Ｖlimが安全距離を含まなくてもよいし、他の関数（例えば、一次関数等）で定義されてもよい。また、図３を参照して、対象物の横方向の許容上限値Ｖlimについて説明したが、対象物の縦方向を含むすべての径方向について同様に設定することができる。その際、係数ｋ、安全距離Ｄ0は、対象物からの方向に応じて設定することができる。
　次に、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，図５，図６を参照して、速度分布領域の他の例について説明する。図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃは、それぞれガードレール等，歩行者，交通信号に対して設定される速度分布領域の説明図であり、図５は異なる種類の対象物に応じたすれ違い速度の許容上限値とクリアランスとの関係を示す説明図であり、図６は異なる種類の対象物及び車両絶対速度に応じた安全距離の説明図である。
　図４Ａは、走行路２に沿ってガードレール４と車線境界線５が設けられている場合を示している。これらの対象物は、走行路２に沿って長手方向に延びており、側面（横面）のみで形成されるか、又は、小さな対象物が長手方向に連続して配置されていると考えることができる。このため、このような対象物に対して設定される速度分布領域４０では、等相対速度線ａ～ｄも走行路２に沿って延びるように設定される。したがって、車両１は、走行路２の中央では高速で走行することが許容されるが、走行路２の端部に近づくほど速度が低速に制限される。
　また、図４Ｂは、走行路２上の歩行者６、又は、走行路２付近の外部歩行路上の歩行者６が、走行路２を横断しようとしている場合を示している。図２では、対象物（駐車車両３）が車両１の進行方向に対して直交する速度成分を有していない。このため図２に示された速度分布領域４０は、車両１の進行方向に沿って、略楕円形状の等相対速度線が車両１に向かって延びるように形成される。
　しかしながら、図４Ｂのように、対象物（歩行者６）が車両１の進行方向に対して直交する横方向に速度成分を有している場合、又は、横方向の速度成分を有すると予想される場合、速度分布領域４０は、車両１の進行方向に沿って車両１に向かって延びると共に、対象物の進行方向に沿って横方向（図４Ｂでは右方向）にも延びるように設定される。図４Ｂでは、例えば、車載カメラ２１による画像データから画像歩行者６が右方向に移動していると予想することができる。
　また、図４Ｃは、走行路２上で車両１の前方の交通信号７が「赤」である場合を示している。この場合、等相対速度線ａ～ｄが交通信号７から車両１に向かって順に設定される。よって、車両１は、速度分布領域４０内で、徐々に減速して、等相対速度線ａ（０ｋｍ／ｈ）の位置で停止することになる。
　図５は、図３と同様のグラフであるが、車両（線Ａ１）以外に、ガードレール（線Ａ２）と歩行者（線Ａ３）の例が付加されている。ガードレールの場合（線Ａ２）、車両の場合（線Ａ１）よりもクリアランスＸに対する許容上限値Ｖlimの変化度合いが大きく設定されている。ガードレールの場合は、車両よりも危険が予測し易いため、より大きな変化度合い（係数ｋ）を設定することができる。
　また、歩行者の場合（線Ａ３）、車両の場合（線Ａ１）よりもクリアランスＸに対する許容上限値Ｖlimの変化度合い（係数ｋ）が小さく設定されている。これにより、歩行者に対する安全性をより高めることができる。また、歩行者が大人の場合、歩行者が子供の場合、歩行者が複数人の場合に、それぞれ異なるゲイン（係数ｋ）を設定してもよい。
　また、対象物の種類の相違に応じて、異なる安全距離Ｄ0を設定してもよい。例えば、歩行者，車両，ガードレールの順に、安全距離が小さくなるように設定することができる。更に、大人よりも子供に対して、より大きな安全距離を設定してもよい。
　図６は、対象物が車両（線Ｂ１）、ガードレール（線Ｂ２）、歩行者（線Ｂ３）の場合の車速ＶABS（絶対速度）と安全距離Ｄ0の関係を示している。図６に示すように、車両１の絶対速度が大きいほど、安全距離Ｄ0は、大きく設定される。したがって、低速走行で車両１が先行車を追い抜くときよりも、高速走行で追い抜くときの方が、安全距離は大きく設定される。
　このように、速度分布領域は、種々のパラメータに基づいて設定することが可能である。パラメータとして、例えば、車両１と対象物の相対速度、対象物の種類、車両１の進行方向、対象物の移動方向及び移動速度、対象物の長さ、車両１の絶対速度等を考慮することができる。即ち、これらのパラメータに基づいて、係数ｋ及び安全距離Ｄ0を選択することができる。
　また、本実施形態において、対象物は、車両，歩行者，自転車，走行路区画物，障害物，交通信号、交通標識等を含む。更に、車両は、自動車，トラック，自動二輪で区別可能である。歩行者は、大人，子供，集団で区別可能である。走行路区画物は、ガイドレール，走行路の端部の段差を形成する路肩，中央分離帯，車線境界線が含まれる。障害物は、崖，溝，穴，落下物が含まれる。交通標識は、停止線，止まれ標識が含まれる。
　また、図２及び図４では、それぞれの対象物に対して独立して速度分布領域が示されているが、複数の対象物が近接している場合には、複数の速度分布領域が互いに重なり合う。このため、重なり合う部分では、図２及び図４に示したような略楕円形状の等相対速度線ではなく、より小さい許容上限値の方を優先して他方を除外するようにして、又は、２つの略楕円形を滑らかにつなげるようにして、等相対速度線が設定されることになる。
　次に、図７～図１１を参照して、本実施形態の車両制御システムの処理の流れについて説明する。図７及び図９は車両制御システムの作用の説明図、図８及び図１０は相対速度の許容上限値の説明図、図１１は車両制御装置の処理フローである。なお、図７及び図９において、理解の容易のため、ガードレール等の他の対象物は除外されている。
　図７に示すように、車両１が走行路上を走行しているとき、車両１のＥＣＵ１０（データ取得部）は、複数のセンサから種々のデータを取得する（Ｓ１０）。具体的には、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１から車両１の前方を撮像した画像データを受け取り、ミリ波レーダ２２から測定データを受け取り、車速センサ２３から車速データを受け取る。
　ＥＣＵ１０（対象物検知部）は、少なくとも車載カメラ２１を含む外部センサから取得したデータを処理して対象物を検知する（Ｓ１１）。具体的には、ＥＣＵ１０は、画像データの画像処理を実行して、車両８Ａ，８Ｂを対象物として検知する。このとき、対象物の種類（この場合は、車両）が特定される。また、ＥＣＵ１０は、地図情報から特定の障害物の存在を検知することができる。
　また、ＥＣＵ１０（位置及び相対速度算出部）は、測定データに基づいて、車両１に対する検知された対象物（車両８Ａ，８Ｂ）の位置及び相対速度を取得する。なお、対象物の位置は、車両１の進行方向に沿ったｙ方向位置（縦方向距離）と、進行方向と直交する横方向に沿ったｘ方向位置（横方向距離）が含まれる。相対速度は、測定データに含まれる相対速度をそのまま用いてもよいし、測定データから進行方向に沿った速度成分を算出してもよい。また、進行方向に直交する速度成分は、必ずしも算出しなくてもよいが、必要であれば、複数の測定データ及び／又は複数の画像データから推定してもよい。なお、車両８Ａ，８Ｂは、車両１と同じ方向に走行している。
　ＥＣＵ１０（速度分布領域設定部）は、検知したすべての対象物（即ち、車両８Ａ，８Ｂ）について、それぞれ速度分布領域４０Ａ，４０Ｂを設定する（Ｓ１２）。そして、ＥＣＵ１０（経路算出部）は、設定されたすべての速度分布領域４０Ａ，４０Ｂに基づいて、予め設定されたモードに応じて、車両１の走行可能な経路及びこの経路上の各位置における設定車速又は目標速度を算出する（Ｓ１３）。
　なお、この設定車速は、経路上の各点において、複数の速度分布領域の許容上限値によって制限された値に設定される。即ち、この設定速度によって生じる対象物に対する相対速度は、複数の速度分布領域の許容上限値のうち、より小さい許容上限値Ｖlimとなるように算出される。また、この設定速度は、経路に沿った速度変化が滑らかになるように調整される。そして、車両１が算出された経路を走行するため、ＥＣＵ１０（回避制御実行部）は、予め設定されたモードに応じて、以下のような回避制御を実行する（Ｓ１４）。
　なお、車両１は、図示しない入力装置を用いて、運転者が所望の運転支援モードを選択することができるように構成される。また、予めＥＣＵ１０内に所定のモードが設定されていてもよい。また、図１１の処理フローは、所定時間（例えば、０．１秒）毎に繰り返し実行されるため、算出される経路及びこの経路上の設定速度は、時間経過と共に変化する。
　図７において、車両８Ａと車両８Ｂとの間の車間距離が短いため、速度分布領域４０Ａの等相対速度線ｄと速度分布領域４０Ｂの等相対速度線ｄとが重なっている。図８（Ａ）は、車両８Ａが位置する縦方向位置Ａ（図７参照）での横方向（ｘ方向）の許容上限値Ｖlimの変化を示している。また、図８（Ｂ）は、車両８Ａと車両８Ｂの間の縦方向位置Ｂ（図７参照）における許容上限値Ｖlimの変化を示している。図中、ｘ0，ｘA，ｘBは、それぞれｘ方向における車両１，車両８Ａ，車両８Ｂの幅方向中心位置を示している。
　したがって、車両１が車両８Ａ，８Ｂの間を通過する経路（例えば、経路Ｒ１，Ｒ２等）を通る場合、車両１の相対速度は、２つの速度分布領域４０Ａ，４０Ｂにより制限される。具体的には、車両１の相対速度は、図８（Ａ），図８（Ｂ）に示すように、２つの速度分布領域４０Ａ，４０Ｂ内に規定される許容上限値のうち、より小さい許容上限値によって制限される（図中、実線参照）。
　車両８Ａ，８Ｂの間において、縦方向（ｙ方向）の位置Ａでは横方向の位置ｘ1で許容上限値Ｖlimが最大となり、位置Ｂでは位置ｘ2で許容上限値Ｖlimが最大となる。このように、許容上限値Ｖlimの最大値（及びその横方向位置ｘ）は、縦方向位置ｙに応じて変化する。
　経路Ｒ１は、直進経路である。経路Ｒ１は、直進優先モード（又は最短距離優先モード）が設定されている場合に算出される。車両１が現在の走行経路を直進して（即ち、経路Ｒ１上を走行して）、車両８Ａ，８Ｂを追い抜く場合には、縦方向位置Ａにおいて、車両８Ａに対する相対速度が約０ｋｍ／ｈの許容上限値で制限され、車両８Ｂに対する相対速度が約６０ｋｍ／ｈの許容上限値で制限されることになる。また、縦方向位置Ｂにおいて、車両８Ａ，８Ｂに対する相対速度が約５０ｋｍ／ｈの許容上限値で制限されることになる。したがって、経路Ｒ１では、車両１は、減速及び加速を行って追い越しすることが可能である。
　直進優先モードに加えて、設定速度に自動追従する自動速度追従モードが選択されている場合には、経路Ｒ１の走行中に、車両１は、車両８Ａ，８Ｂを追い越すまでは、各ｙ方向位置での許容上限値に追従するように自動的に減速され、車両８Ｂとすれ違った後は設定速度まで加速されることになる。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、経路Ｒ１上で設定車速以下で許容上限値の相対速度に追従することにより、許容上限値を超えることを抑制するように、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号を出力する。
　また、自動速度追従モードが付加的に選択されていない場合には、車両１が経路Ｒ１に相対速度６０ｋｍ／ｈ以上の速度で進入すると、運転者が同じアクセルの踏み込み量を維持していても、上述と同様に回避制御により、車両１の速度が自動的に制御される。即ち、運転者が許容上限値以下の相対速度に減速させるようにアクセルの踏み込み量を減少させない限り、車両１の相対速度は、各地点において許容上限値に維持される。なお、車両１が経路Ｒ１に、例えば相対速度４０ｋｍ／ｈで進入したときには、アクセル踏み込み量が減少されなければ、等相対速度線ｃ（４０ｋｍ／ｈに相当）内に進入するまでは相対速度が４０ｋｍ／ｈに維持される（加減速されない）。
　また、経路Ｒ２は、車速の低下を抑制するモード設定である速度優先モードが設定されている場合に算出される。経路Ｒ２は、例えば、相対速度６０ｋｍ／ｈで走行していた車両１が、そのときの車速を上限値として、許容上限値Ｖlimが最大となる地点を連続的に通過する経路である。即ち、経路Ｒ２は、車両８Ａと車両８Ｂの間を通過する部分において、２つの速度分布領域４０Ａ，４０Ｂの２つの許容上限値Ｖlimが等しくなる点を連続して、車両１の走行方向に延びるように形成されている。
　したがって、車両１が経路Ｒ２を走行する場合、車両８Ｂの等相対速度線ｄに到達するまでは、経路Ｒ２が車両８Ａの等相対速度線ｄに沿っているため、許容上限値Ｖlimは６０ｋｍ／ｈに維持される。そして、車両８Ｂの等相対速度線ｄ内では、経路Ｒ２は、２つの速度分布領域４０Ａ，４０Ｂの許容上限値Ｖlimの最大値となるｘ方向位置を連続して横切る。なお、図７においては、車両８Ｂの右側は通行不可としている。
　速度優先モードに加えて、車両１の操舵方向を自動的に制御する自動操舵モードが選択されている場合には、車両１は、自動操舵により経路Ｒ２上を走行しつつ、相対速度が経路Ｒ２上の各地点の許容上限値Ｖlimに維持される。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、経路Ｒ２上を走行するようにステアリング制御システム３３に操舵方向変更要求信号を出力する。また、ＥＣＵ１０は、上述と同様に、経路Ｒ２上でアクセルの踏み込み量に応じた車速以下で、相対速度が許容上限値に追従することにより、許容上限値を超えることを抑制するように、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２に、それぞれエンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号を出力する。
　また、自動操舵モードが付加的に選択されていない場合には、相対速度６０ｋｍ／ｈで走行していた車両１が、運転者のステアリングホイールの操作により進路が変更され、経路Ｒ２に進入すると、車両１が経路Ｒ２を許容上限値に追従した設定速度で走行するように、ＥＣＵ１０は、エンジン出力変更要求信号，ブレーキ要求信号を出力する。
　なお、上述の直進優先モードや速度優先モード以外にも、運転者の好みに応じて、経路Ｒ１，Ｒ２以外の経路を算出するように構成してもよい。例えば、経路上での縦方向加速度（縦Ｇ）の変動幅，横方向加速度（横Ｇ）の変動幅をパラメータとして、経路を算出するように構成することができる。
　一方、図９において、車両８Ａと車両８Ｂとの間の車間距離が長いため、速度分布領域４０Ａの等相対速度線ｄと速度分布領域４０Ｂの等相対速度線ｄとが重なっていない。図１０は、車両８Ａの縦方向位置Ａにおける許容上限値Ｖlimを示している。
　経路Ｒ３は、直進経路であり、直進優先モードが設定されている場合に算出される。経路Ｒ３は、図７の経路Ｒ１と同様の直進経路であるため、説明は省略する。
　また、経路Ｒ４，Ｒ５は、速度優先モードが設定されている場合に算出される。図９では、２つの等相対速度線ｄの外側を通過するように経路を生成可能であり（例えば、経路Ｒ４，Ｒ５等）、このような経路では、許容上限値Ｖlimが６０ｋｍ／ｈ以上となる。よって、相対速度６０ｋｍ／ｈで走行している車両１は、相対速度を低下させることなく、経路Ｒ４，Ｒ５（推奨走行経路）を走行することが可能である。なお、図９においては、車両８Ｂの右側も通行可能としている。
　経路Ｒ４では、図１０に示すように、車両８Ａが位置する縦方向位置Ａにおいて、位置ｘ3と位置ｘ4の間で許容上限値Ｖlimが６０ｋｍ／ｈ以上となる。したがって、例えば、相対速度６０ｋｍ／ｈで走行していた車両１が位置ｘ3と位置ｘ4の間の任意の位置を通過するように経路Ｒ４を設定することができるが、種々の制限により唯一の経路Ｒ４を算出するように構成することが可能である。このような制限は、例えば、走行路の中心に近い横方向位置ｘを通過する制限、現在相対速度での許容上限値となる位置ｘ3と位置ｘ4の中央を通過する制限、位置ｘ3と位置ｘ4の間で最大の許容上限値Ｖlimを有する横方向位置ｘを通過する制限、経路Ｒ４の距離を最短にする制限等である。
　また、経路Ｒ５では、車両１が２つの速度分布領域４０Ａ，４０Ｂを左側に避けるように走行する。したがって、経路Ｒ５は、経路Ｒ４よりも、車両１が横方向へ回避する距離が大きくなる。
　なお、算出された経路Ｒ４，Ｒ５のうち、いずれが選択されるかは、製造時に予めＥＣＵ１０に設定しておいてもよいし、運転者が入力装置（図示せず）により手動でＥＣＵ１０に設定してもよい。例えば、経路Ｒ４，Ｒ５のうち横方向への回避距離が小さい方（図９の場合は、経路Ｒ４）が選択されるように設定してもよい。また、経路Ｒ４を走行して車両８Ａを追い抜いた後に、他の車両が邪魔になるような場合（例えば、追い抜き後に車両１と他の車両との間の車間距離が所定距離以下）には、経路Ｒ５が選択されるように設定してもよい。また、２つの対象物の間を通過する経路（Ｒ４）よりも、２つの対象物の外側を通過する経路（Ｒ５）を優先するように設定してもよいし、その逆に設定してもよい。
　速度優先モードに加えて、車両１の操舵方向を自動的に制御する自動操舵モードが選択されている場合には、経路Ｒ４，Ｒ５上での許容上限値が少なくとも相対速度６０ｋｍ／ｈよりも大きいので、車両１が相対速度６０ｋｍ／ｈで経路Ｒ４又はＲ５に進入すれば、同じ車速を維持したまま、自動操舵により経路Ｒ４又はＲ５上を走行する。このような回避制御を実行するため、ＥＣＵ１０は、経路Ｒ４又はＲ５上を走行するようにステアリング制御システム３３に操舵方向変更要求信号を出力する。ただし、このとき、車両８Ａ，８Ｂの速度変化がなければ、アクセルの踏み込み量に応じた車速が維持されるので、エンジン出力変更要求信号やブレーキ要求信号は出力されない。
　また、自動操舵モードが付加的に選択されていない場合には、相対速度６０ｋｍ／ｈで走行していた車両１が、運転者のステアリングホイールの操作により進路が変更され、経路Ｒ４又はＲ５に進入すると、車両１は速度分布領域４０Ａ，４０Ｂによって相対速度の制限を受けない。したがって、経路Ｒ４又はＲ５の走行中に、ＥＣＵ１０は、エンジン出力変更要求信号やブレーキ要求信号を出力しないので、アクセルの踏み込み量に応じた車速が維持される。
　次に、本実施形態の車両制御装置（ＥＣＵ）１０の作用について説明する。
　本実施形態では、検知された対象物（駐車車両３、歩行者６等）の横方向領域から後方領域及び前方領域にわたって速度分布領域４０が設定される。この速度分布領域には、対象物に対する車両の相対速度の許容上限値が設定される。そして、本実施形態では、複数の対象物（車両８Ａ，８Ｂ等）が検知された場合には、それぞれの対象物に対して速度分布領域４０Ａ，４０Ｂが設定され、車両１の相対速度が、複数の速度分布領域４０Ａ，４０Ｂに設定された許容上限値を超えないように、制御される。したがって、車両が複数の対象物（車両８Ａ，８Ｂ等）付近を走行する際に、周囲のすべての対象物に対して相対速度が制限される。このように、本実施形態では、対象物と車両の間の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、自動ブレーキ制御や操舵アシスト制御等の安全運転支援システムを統合して制御できるので、簡易且つ効率的な速度制御により安全運転支援を提供することができる。
　本実施形態では、速度分布領域は、対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど許容上限値が低下するように設定される。このように、本実施形態では、対象物からの距離に応じて車両１の相対速度に対する許容上限値が制限されるように構成されており、車両１が対象物から遠く離れている場合には、大きな相対速度が許容されるが、車両１が対象物と接近している場合には、小さな相対速度となるように車両速度が制限される。
　本実施形態では、回避制御（Ｓ１４）において、複数の速度分布領域４０Ａ，４０Ｂ内における車両１の相対速度が許容上限値を超えないように車両１の速度及び／又は操舵方向が変更される。この回避制御のため、図７の経路Ｒ１のように、車両１の速度自体を変更（減速）するように構成するか、図９の経路Ｒ４，Ｒ５のように、より大きな許容上限値を有するエリアを通過するように操舵方向の変更により走行経路を変更するように構成するか、経路Ｒ２のように、速度と操舵方向の両方を変更するように構成することができる。
　本実施形態では、回避制御において、複数の速度分布領域４０Ａ，４０Ｂに基づいて車両１の経路が算出されるので、対象物との関係において、安全な経路で車両を走行させることができる。
　本実施形態では、経路Ｒ２は、車両１が２つの車両８Ａ，８Ｂの間を通過する部分において、２つの車両８Ａ，８Ｂに対して規定された２つの許容上限値が等しくなる点を連続して、車両１の走行方向に延びるように形成される。これにより、本実施形態では、車両１が２つの車両８Ａ，８Ｂの間を通過する際には、相対速度の許容上限値が最大となる経路に沿って走行することが可能となる。
　本実施形態では、回避制御において、車両１の現在の相対速度で走行可能な１又は複数の推奨走行経路Ｒ４，Ｒ５が算出されるので、推奨走行経路を走行することにより、速度変化を生じさせることなく車両を走行させることが可能である。
　１、３、８Ａ、８Ｂ　　車両
　２　　走行路
　４　　ガードレール
　５　　車線境界線
　６　　歩行者
　７　　交通信号
２１　　車載カメラ
２２　　ミリ波レーダ
２３　　車速センサ
２４　　測位システム
２５　　ナビゲーションシステム
３１　　エンジン制御システム
３２　　ブレーキ制御システム
３３　　ステアリング制御システム
４０、４０Ａ、４０Ｂ　　速度分布領域
１００　車両制御システム
ａ，ｂ，ｃ，ｄ　　等相対速度線
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４，Ｒ５　　経路

Claims (6)

  1. 　車両に搭載される車両制御装置であって、
    　前記車両の外部にある対象物を検知し、
    　前記車両の進行方向に対する前記対象物の横方向領域から後方領域及び前方領域にわたって、前記車両の進行方向における前記対象物に対する前記車両の相対速度の許容上限値の分布を規定する速度分布領域を設定し、
    　複数の対象物が検知された場合、それぞれの前記対象物に対して前記速度分布領域を設定し、
    　前記複数の対象物に対する前記車両の相対速度が前記複数の対象物に対する複数の速度分布領域によって規定された前記許容上限値を超えることを抑制する回避制御を実行するように構成されている、車両制御装置。
  2. 　前記速度分布領域は、前記対象物からの横方向距離及び縦方向距離が小さいほど前記許容上限値が低下するように設定される、請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記回避制御において、前記複数の速度分布領域内における前記車両の相対速度が前記許容上限値を超えないように前記車両の速度及び／又は操舵方向が変更される、請求項１に記載の車両制御装置。
  4. 　前記回避制御において、前記複数の速度分布領域に基づいて前記車両の経路が算出される、請求項１に記載の車両制御装置。
  5. 　前記経路は、前記車両が前記複数の対象物のうちの２つの対象物の間を通過する部分において、前記２つの対象物に対して規定された２つの許容上限値が等しくなる点を連続して、前記車両の走行方向に延びるように形成される、請求項４に記載の車両制御装置。
  6. 　前記回避制御において、前記車両の現在の相対速度で走行可能な１又は複数の推奨走行経路が算出される、請求項４に記載の車両制御装置。
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