WO2018101254A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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WO2018101254A1
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travel
speed
target
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紗穂里 飯村
大村　博志
細田　浩司
哲也 立畑
隆 中上
多加志 後藤
川原　康弘
友馬 西條
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マツダ株式会社
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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.
  • Patent Document 1 proposes a technique for calculating a target travel route using own vehicle position information and map information from a GPS in a lane change scene.
  • this technique for example, when an obstacle is detected on the travel route, one target travel route is calculated so as to avoid the obstacle and change the lane to the adjacent lane.
  • a new target travel route suitable for the driving support mode after switching must be newly calculated.
  • the target travel route requires a certain amount of calculation time, there is a period in which there is no new target travel route from the switching operation to the completion of the calculation of the new target travel route, or the driving support mode is switched.
  • the driver may not be able to respond immediately to changes in driving intentions, which may cause the driver to feel uncomfortable.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and provides a vehicle control device that can easily switch to a target travel route suitable for the driving support mode without excessive calculation load. Objective.
  • the present invention provides a vehicle control device having a driving support mode, which detects obstacle information relating to an obstacle on or around a traveling road on which the vehicle travels.
  • a travel regulation information detection unit that detects travel regulation information that instructs travel regulation including a signal and a sign on the travel route, and a travel route calculation unit that calculates a future travel route including a target position and a target speed of the vehicle.
  • the travel route calculation unit executes a travel route calculation process for repeatedly calculating a plurality of travel routes in time without considering obstacle information, and based on the selected driving support mode.
  • the target travel route selected by the travel route selection process based on the obstacle information and / or the travel restriction information is executed based on the obstacle information and / or the travel regulation information. And executes a travel route correction process of correcting.
  • each of the plurality of travel routes is calculated without considering an obstacle that does not always exist, the calculation load of each travel route can be reduced. Further, in the present invention, if an obstacle is detected, it is based on the obstacle information, and if a travel restriction including a signal or a sign is detected, a plurality of travel routes are determined based on the travel restriction information. One selected travel route (target travel route) is corrected. For this reason, calculations for avoiding obstacles and calculations for complying with travel regulations need only be performed for the selected target travel route, so that it is possible to suppress an increase in calculation load as a whole. Become. Accordingly, in the present invention, it is possible to immediately apply a travel route suitable for the driving support mode after switching according to the switching operation of the driving support mode while avoiding an excessive calculation load.
  • the travel route calculation unit corrects the target travel route so as to avoid the obstacle based on the obstacle information in the travel route correction process.
  • the travel route calculation unit sets 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 obstacle, at least from the obstacle to the vehicle in the travel route correction process.
  • the target travel route is corrected so as to prevent the relative speed of the vehicle with respect to the obstacle from exceeding the allowable upper limit value in the speed distribution region.
  • the target travel route is corrected so as not to exceed the allowable upper limit value of the relative speed of the vehicle defined by the speed distribution region set in the detected obstacle.
  • the corrected target travel route can avoid the obstacle while maintaining an appropriate speed and / or distance with respect to the obstacle.
  • the plurality of travel routes include travel route information relating to the travel route, preceding vehicle trajectory information relating to the travel trajectory of the preceding vehicle, and current travel behavior information of the vehicle on the travel route. Is calculated using one or more of.
  • amendment for the obstacle avoidance which should have been common to all the travel routes with respect to one travel route selected from these several travel routes can be performed.
  • the plurality of travel routes calculated in the travel route calculation process are a first travel route set to travel in the travel route based on at least the travel route information related to the travel route, And at least a second traveling route set to follow the locus of the preceding vehicle based on the preceding vehicle locus information relating to the traveling locus of the preceding vehicle.
  • a driver operation unit is provided for the occupant to select a driving support mode.
  • a desired driving support mode can be appropriately selected according to the driving support request of the passenger by the driver operating the driver operation unit.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle control system.
  • the vehicle control system 100 is configured to provide different driving support controls to the vehicle 1 (see FIG. 2 and the like) by a plurality of driving support modes.
  • the driver can select a desired driving support mode from a plurality of driving support modes.
  • a vehicle control system 100 is mounted on a vehicle 1, and includes a vehicle control device (ECU) 10, a plurality of sensors and switches, a plurality of control systems, and user input for a driving support mode.
  • a driver operation unit 35 is provided.
  • the plurality of sensors and switches include an in-vehicle camera 21, a millimeter wave radar 22, a plurality of behavior sensors (vehicle speed sensor 23, acceleration sensor 24, yaw rate sensor 25) for detecting the behavior of the vehicle, and a plurality of behavior switches (steering angle sensor 26). , Accelerator sensor 27, brake sensor 28), positioning system 29, and navigation system 30 are included.
  • the plurality of control systems include an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33.
  • the driver operation unit 35 is provided in the passenger compartment of the vehicle 1 so that the driver can operate, and is selected with a mode selection switch 36 for selecting a desired driving support mode from a plurality of driving support modes. And a set vehicle speed input unit 37 for inputting the set vehicle speed according to the driving support mode.
  • a mode selection switch 36 for selecting a desired driving support mode from a plurality of driving support modes.
  • a set vehicle speed input unit 37 for inputting the set vehicle speed according to the driving support mode.
  • the ECU10 is comprised by the computer provided with CPU, the memory which memorize
  • the ECU 10 sends an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33 to the engine control system 31, the brake control system 32, and the steering control system 33 based on the driving support mode selection signal and the set vehicle speed signal received from the driver operation unit 35 and the signals received from the plurality of sensors and switches.
  • a request signal for appropriately operating the engine system, the brake system, and the steering system can be output.
  • the ECU 10 functionally includes an information acquisition unit 10a, an obstacle information detection unit 10b, a travel regulation information detection unit 10c, a travel route calculation unit 10d, and a system control unit 10e. A corresponding process in a process flow to be described later is executed.
  • the in-vehicle camera 21 images the surroundings of the vehicle 1 and outputs the captured image data.
  • the ECU 10 (obstacle information detection unit 10b, travel regulation information detection unit 10c) is based on image data, such as an object (for example, a vehicle, a pedestrian, a road, a lane line (lane boundary line, white line, yellow line)), traffic signal Traffic signs, stop lines, intersections, obstacles, etc.).
  • ECU10 may acquire the information of a target object from the exterior via a vehicle-mounted communication apparatus by traffic infrastructure, vehicle-to-vehicle communication, etc.
  • the millimeter wave radar 22 is a measuring device that measures the position and speed of an object (particularly, a preceding vehicle, a parked vehicle, a pedestrian, an obstacle, etc.), and transmits radio waves (transmitted waves) toward the front of the vehicle 1. Then, the reflected wave generated by reflecting the transmission wave by the object is received. 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. In the present embodiment, instead of the millimeter wave radar 22, a distance from the object and a relative speed may be measured using a laser radar, an ultrasonic sensor, or the like. Moreover, you may comprise a position and speed measuring apparatus using a some sensor.
  • the vehicle speed sensor 23 detects the absolute speed of the vehicle 1.
  • the acceleration sensor 24 detects the acceleration (vertical acceleration / deceleration in the front-rear direction, lateral acceleration in the horizontal direction) of the vehicle 1.
  • the yaw rate sensor 25 detects the yaw rate of the vehicle 1.
  • the steering angle sensor 26 detects the rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the vehicle 1.
  • the accelerator sensor 27 detects the amount of depression of the accelerator pedal.
  • the brake sensor 28 detects the amount of depression of the brake pedal.
  • the positioning system 29 is a GPS system and / or a gyro system, and detects the position of the vehicle 1 (current vehicle position information).
  • the navigation system 30 stores map information therein and can provide the map information to the ECU 10.
  • the ECU 10 specifies roads, intersections, traffic signals, buildings, etc. existing around the vehicle 1 (particularly in the forward direction) based on the map information and the current vehicle position 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.
  • driving support mode provided in the vehicle control system 100 according to the present embodiment.
  • four modes preceding vehicle follow-up mode, automatic speed control mode, speed limit mode, and basic control mode are provided as driving support modes.
  • the preceding vehicle follow-up mode is basically a mode in which the vehicle 1 follows the preceding vehicle while maintaining a predetermined inter-vehicle distance corresponding to the vehicle speed between the vehicle 1 and the preceding vehicle. It involves automatic steering control, speed control (engine control, brake control), and obstacle avoidance control (speed control and steering control).
  • both ends of the lane are both ends of the lane in which the vehicle 1 travels (division lines such as white lines, road edges, curbstones, median strips, guardrails, etc.), and the boundaries between adjacent lanes and sidewalks. is there.
  • the ECU 10 serving as the travel path end detection unit detects both ends of the lane from image data captured by the in-vehicle camera 21. Further, both end portions of the lane may be detected from the map information of the navigation system 30.
  • the ECU 10 is used as the road end detection unit.
  • the vehicle-mounted camera 21 as the road end detection unit may detect both ends of the lane.
  • the vehicle-mounted camera 21 as the unit detection unit and the ECU 10 may detect both ends of the lane in cooperation.
  • the ECU 10 as the preceding vehicle detection unit detects the preceding vehicle based on the image data from the in-vehicle camera 21 and the measurement data from the millimeter wave radar 22. Specifically, another vehicle traveling ahead is detected as a traveling vehicle based on image data from the in-vehicle camera 21. Further, in the present embodiment, when the distance between the vehicle 1 and the other vehicle is a predetermined distance (for example, 400 to 500 m) or less, the other vehicle is detected as a preceding vehicle based on the measurement data by the millimeter wave radar 22.
  • a predetermined distance for example, 400 to 500 m
  • the ECU 10 is used as the preceding vehicle detection unit.
  • the present invention is not limited to this, and the in-vehicle camera 21 serving as the preceding vehicle detection unit may detect other vehicles traveling ahead.
  • the camera 21 and the millimeter wave radar 22 may constitute a part of the preceding vehicle detection unit.
  • the vehicle 1 is steered so as to travel near the center of the lane, and is set in advance by the driver using the set vehicle speed input unit 37 or by the system 100 based on a predetermined process.
  • the speed is controlled so as to maintain the set vehicle speed (constant speed).
  • the limit vehicle speed is given priority, and the vehicle speed of the vehicle 1 is limited to the limit vehicle speed.
  • the speed limit defined according to the curvature of the curve is calculated by a predetermined calculation formula, and the speed is set to be lower as the curvature of the curve is larger (the curvature radius is smaller).
  • the vehicle 1 is speed-controlled so as to follow the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance according to the vehicle speed.
  • the vehicle 1 is speed-controlled so as to maintain the set vehicle speed again.
  • the vehicle 1 is steered to follow the traveling locus of the preceding vehicle, and the speed on the traveling locus of the preceding vehicle is The speed is controlled so as to follow.
  • the traveling position on the traveling path cannot be specified (division line etc. cannot be detected and the preceding vehicle cannot be followed).
  • the driver operates the steering wheel, accelerator pedal, and brake pedal so that the current driving behavior (steering angle, yaw rate, vehicle speed, acceleration / deceleration, etc.) is maintained or changed according to the driver's intention. Perform control and speed control.
  • obstacle avoidance control speed control and steering control
  • obstacle avoidance control is further automatically performed regardless of whether there is a preceding vehicle and whether or not both ends of the lane can be detected.
  • the automatic speed control mode is a mode in which speed control is performed so as to maintain a predetermined set vehicle speed (constant speed) set in advance by the driver or by the system 100, and automatic speed control by the vehicle control system 100 ( Engine control, brake control) and obstacle avoidance control (speed control) are involved, but steering control is not performed.
  • the vehicle 1 travels so as to maintain the set vehicle speed, but can be increased beyond the set vehicle speed by depressing the accelerator pedal by the driver. Further, when the driver performs a brake operation, the driver's intention is prioritized and the vehicle is decelerated from the set vehicle speed.
  • the speed is controlled so as to follow the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance according to the vehicle speed, and when there is no preceding vehicle, the speed control is performed so that it returns to the set vehicle speed again. Is done.
  • the speed limit mode is a mode for speed control so that the vehicle speed of the vehicle 1 does not exceed the speed limit set by the speed indicator or the set speed set by the driver. With engine control).
  • the speed limit may be specified when the ECU 10 performs image recognition processing on the speed sign imaged by the in-vehicle camera 21 or the image data of the speed display on the road surface, or may be received by wireless communication from the outside. In the speed limit mode, even when the driver depresses the accelerator pedal so as to exceed the speed limit, the vehicle 1 is increased only to the speed limit.
  • the basic control mode is a mode when the driving support mode is not selected by the driver operation unit 35 (off mode), and automatic steering control and speed control by the vehicle control system 100 are not performed.
  • the automatic collision prevention control is configured to be executed. In this control, when the vehicle 1 may collide with a preceding vehicle or the like, the brake control is automatically executed to avoid the collision. The Further, the automatic collision prevention control is executed in the same manner in the preceding vehicle following mode, the automatic speed control, and the speed limit mode.
  • the ECU 10 is configured to repeatedly calculate the following first travel route R1 to third travel route R3 in terms of time (for example, every 0.1 second).
  • the ECU 10 calculates a travel route from a current time until a predetermined period (for example, 2 to 4 seconds) elapses based on information such as a sensor.
  • the travel routes (first travel route to third travel route) in FIGS. 2 to 4 are obstacles related to obstacles (including parked vehicles, pedestrians, etc.) on or around the travel route on which the vehicle 1 travels.
  • the travel status change information includes travel regulation information related to travel regulations (ie, information that can be detected on the spot during travel, not from map information), and driver's intention (winker) Lane change request information based on the intention to change the course such as the operation of the (direction indicator) may be included.
  • travel regulations ie, information that can be detected on the spot during travel, not from map information
  • driver's intention winker
  • Lane change request information based on the intention to change the course such as the operation of the (direction indicator) may be included.
  • the road 5 is composed of left and right lanes 5 L and 5 R.
  • the vehicle 1 is assumed to be traveling on the lane 5 L of the straight sections 5a.
  • the first travel route R ⁇ b> 1 is set for a predetermined period in accordance with the shape of the road 5 so that the vehicle 1 maintains the travel in the lane 5 ⁇ / b> L that is the travel route.
  • the first traveling route R1 is straight section 5a
  • the vehicle 1, 5c is set to maintain a running near the center of the lane 5 L
  • the vehicle 1 in the curve section 5b is higher than the center in the width direction of the lane 5 L Is set so as to travel on the inner side or the in side (the center O side of the curvature radius R of the curve section).
  • ECU10 executes the image recognition processing of the image data around the vehicle 1 captured by the vehicle-mounted camera 21, detects the lane end portions 6 L, 6 R. Both ends of the lane are lane markings (white lines, etc.) and road shoulders as described above. Furthermore, ECU 10 based on the detected lane end portions 6 L, 6 R, calculates the radius of curvature R of the lane width W, and the curve section 5b lane 5 L. Further, the lane width W and the curvature radius R may be acquired from the map information of the navigation system 30. Further, the ECU 10 reads the speed sign S and the speed limit displayed on the road surface from the image data. As described above, the speed limit may be acquired by wireless communication from the outside.
  • ECU10 is straight section 5a, the 5c, a width direction central portion of the center in the width direction of the lane end portions 6 L, 6 R vehicle 1 (e.g., center of gravity position) so as to pass through the first traveling route R1
  • a plurality of target positions P1_k are set.
  • the first travel route R1 is set so that the vehicle 1 travels in the center of the lane in the straight section.
  • the present invention is not limited to this, and reflects the driving characteristics (preference, etc.) of the driver.
  • the first travel route R1 may be set near the center of the lane that is deviated in the width direction by a predetermined shift amount (distance) from the center of the lane.
  • ECU 10 is in the curve section 5b, in the longitudinal direction of the center position P1_c curve section 5b, sets the widthwise center position of the lane 5 L maximum displacement amount Ws to the in-side.
  • the displacement amount Ws is calculated based on the radius of curvature R, the lane width W, and the width dimension D of the vehicle 1 (a prescribed value stored in the memory of the ECU 10).
  • the ECU 10 sets a plurality of target positions P1_k of the first travel route R1 so as to smoothly connect the center position P1_c of the curve section 5b and the center positions in the width direction of the straight sections 5a and 5c.
  • the first travel route R1 may be set on the in side of the straight sections 5a and 5c even before and after entering the curve section 5b.
  • the target speed V1_k at each target position P1_k on the first travel route R1 is a predetermined set vehicle speed (constant speed) preset by the driver through the set vehicle speed input unit 37 of the driver operation unit 35 or by the system 100. ). However, if this set vehicle speed exceeds the speed limit obtained from the speed sign S or the like or the speed limit defined according to the radius of curvature R of the curve section 5b, the target speed of each target position P1_k on the travel route V1_k is limited to a lower speed limit of the two speed limits.
  • the ECU 10 appropriately corrects the target position P1_k and the target vehicle speed V1_k according to the current behavior state of the vehicle 1 (that is, vehicle speed, acceleration / deceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, etc.). For example, when the current vehicle speed is significantly different from the set vehicle speed, the target vehicle speed is corrected so that the vehicle speed approaches the set vehicle speed.
  • the current behavior state of the vehicle 1 that is, vehicle speed, acceleration / deceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, etc.
  • the first travel route R1 is a travel route that is used when both ends of the lane are detected in principle, the first travel route R1 may not be calculated when the both ends of the lane are not detected. Alternatively, the following calculation may alternatively be performed in preparation for the case where the first travel route R1 is erroneously selected even though no is detected.
  • ECU 10 sets a virtual lane opposite ends with a steering angle or the yaw rate in accordance with the vehicle speed of the vehicle 1. Then, based on the both ends of the vehicle set virtually, the ECU 10 travels in the center of the lane if it is a straight section, and travels in the lane in the lane if it is a curve section, as described above. Calculate the travel route.
  • the second travel route R2 is set for a predetermined period so as to follow the travel locus of the preceding vehicle 3.
  • the ECU 10 continuously determines the position and speed of the preceding vehicle 3 on the lane 5 L on which the vehicle 1 travels based on image data from the in-vehicle camera 21, measurement data from the millimeter wave radar 22, and vehicle speed of the vehicle 1 from the vehicle speed sensor 23. These are stored as preceding vehicle locus information, and the traveling locus of the preceding vehicle 3 is set as the second traveling route R2 (target position P2_k, target speed V2_k) based on the preceding vehicle locus information.
  • the second travel route R2 is a travel route that is calculated when a preceding vehicle is detected in principle, and therefore may not be calculated when the preceding vehicle is not detected. In preparation for the case where the second travel route R2 is erroneously selected even though no vehicle is detected, the following calculation may alternatively be performed.
  • the ECU 10 assumes that the preceding vehicle is traveling forward from the vehicle 1 by a predetermined distance according to the vehicle speed.
  • This virtual preceding vehicle has the same traveling behavior (vehicle speed, steering angle, yaw rate, etc.) as the vehicle 1. Then, the ECU 10 calculates the second travel route R2 so as to follow the virtual preceding vehicle.
  • the third travel route R3 is set for a predetermined period based on the current driving state of the vehicle 1 by the driver. That is, the third travel route R3 is set based on the position and speed estimated from the current travel behavior of the vehicle 1.
  • the ECU 10 calculates the target position P3_k of the third travel route R3 for a predetermined period based on the steering angle, yaw rate, and lateral acceleration of the vehicle 1. However, when the lane both ends are detected, the ECU 10 corrects the target position P3_k so that the calculated third travel route R3 does not approach or intersect the lane end.
  • the ECU 10 calculates the target speed V3_k of the third travel route R3 for a predetermined period based on the current vehicle speed and acceleration / deceleration of the vehicle 1. If the target speed V3_k exceeds the speed limit acquired from the speed indicator S or the like, the target speed V3_k may be corrected so as not to exceed the speed limit.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the driving support mode and the target travel route.
  • the ECU 10 selects one of the first travel route R1 to the third travel route R3 according to the measurement data from the sensor or the like. , Any one is selected. That is, in the present embodiment, even if the driver selects a certain driving support mode, the same travel route is not necessarily applied, and an appropriate travel route according to the travel situation is applied. Yes.
  • the first travel route is applied regardless of the presence or absence of the preceding vehicle.
  • the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 becomes the target speed.
  • the second travel route is applied when both ends of the lane are not detected and the preceding vehicle is detected.
  • the target speed is set according to the vehicle speed of the preceding vehicle.
  • the third travel route is applied when neither end of the lane is detected and no preceding vehicle is detected.
  • the automatic speed control mode is a mode in which the speed control is automatically executed as described above, and the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 becomes the target speed. Further, steering control is executed based on the operation of the steering wheel by the driver. For this reason, the third travel route is applied, but the vehicle 1 may not necessarily travel along the third travel route depending on the driver's operation (steering wheel, brake).
  • the third travel route is applied when the speed limit mode is selected.
  • the speed limit mode is also a mode in which the speed control is automatically executed as described above, and the target speed is set in accordance with the depression amount of the accelerator pedal by the driver within the range of the limit speed or less. Further, steering control is executed based on the operation of the steering wheel by the driver. For this reason, as in the automatic speed control mode, the third travel route is applied. However, depending on the driver's operation (steering wheel, brake, accelerator), the vehicle 1 may not necessarily travel along the third travel route. .
  • the basic control mode (off mode)
  • the third travel route is applied.
  • the basic control mode is basically the same as the state where the speed limit is not set in the speed limit mode.
  • first travel route correction process (first travel route correction process) that is executed in accordance with a change in the travel state in the vehicle control system 100 according to the present embodiment will be described.
  • 6A and 6B are explanatory diagrams of the first travel route correction process based on travel regulation information (red signal).
  • One target travel route (first travel route to third travel route) applied according to the driving support mode selected by the driver is corrected by the first travel route correction process.
  • the first travel route correction process detects changes in travel conditions, specifically, detection of travel regulations in traffic regulations such as traffic signals and road signs (“temporary stop”), and lane change requests based on the driver's intention. Performed based on detection.
  • the vehicle 1 is traveling on a travel route (lane) 7 at a constant speed (for example, 60 km / h), and the target travel route R is calculated according to the selected driving support mode. It shall be.
  • the traffic signal L exists in front of the vehicle 1, but the traffic signal L is not considered in the calculation of the target travel route R as described above.
  • the calculated target travel route R extends along a straight line along the travel route 7.
  • the target speed Vk is set to 60 km / h.
  • the ECU 10 detects the presence of the traffic signal L based on image data from the in-vehicle camera 21 (if necessary, measurement data of the millimeter wave radar 22 or the like). In this case, since the ECU 10 detects that the traffic signal L is a green signal based on the image data, the ECU 10 does not perform the correction process for the travel route R.
  • the calculated target travel route R is calculated in the same manner as in FIG. 6A.
  • the ECU 10 detects that the traffic signal L is a yellow signal (or a red signal).
  • the ECU 10 detects the stop line 8 near the traffic signal L.
  • the ECU 10 corrects the target travel route R so as to stop the vehicle 1 at the stop line 8 in order to comply with the traffic signal L, and calculates the corrected target travel route Rc.
  • the target travel route Rc is set so as to extend from the current position to the stop line 8.
  • the ECU 10 calculates the target speed Vk at each target position Pk so as to decrease at a predetermined deceleration from the current vehicle speed (60 km / h) to the stop state (0 km / h) on the stop line 8.
  • the travel regulation information is acquired and the applied target travel route is appropriately corrected. Therefore, the travel regulation information is taken into consideration when calculating the first travel route to the third travel route. As a result, the calculation load on the target travel route can be reduced as a whole.
  • the first travel route correction process when the travel restriction is a traffic signal has been described with reference to FIGS. 6A and 6B, but the same applies when the travel restriction is a road sign (such as “temporary stop”). is there.
  • the vehicle 1 may be included in the calculation of the travel route in advance so that the vehicle 1 is temporarily stopped at the stop line associated with the traffic sign.
  • the ECU 10 executes a target travel route correction process when the traffic sign is detected from the image data obtained by the in-vehicle camera 21.
  • the first travel route correction process is executed when the driver operates the turn indicator lever to change the lane.
  • the ECU 10 detects that the driver is about to change the lane to the adjacent lane based on switch information (lane change request information) from a direction indicator sensor (not shown).
  • switch information lane change request information
  • the ECU 10 corrects the target travel route so that the vehicle 1 moves laterally from the current position to the adjacent lane. The later target travel route is calculated.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the obstacle avoidance control
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the allowable upper limit value of the passing speed between the obstacle and the vehicle and the clearance in the obstacle avoidance control.
  • the vehicle 1 is traveling on a travel path (lane) 7, and tries to pass the vehicle 3, passing another vehicle 3 parked on the roadside of the travel path 7.
  • the driver of the vehicle 1 when passing (or overtaking) an obstacle on the road or near the road (for example, a preceding car, a parked vehicle, a pedestrian, etc.), the driver of the vehicle 1 A predetermined clearance or interval (lateral distance) is maintained between the vehicle 1 and the obstacle, and the vehicle 1 is decelerated to a speed at which the driver feels safe. Specifically, in order to avoid the danger that the preceding vehicle suddenly changes course, the pedestrian comes out from the blind spot of the obstacle, or the door of the parked vehicle opens, The relative speed is reduced.
  • the driver of the vehicle 1 adjusts the speed (relative speed) according to the inter-vehicle distance (longitudinal 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 1 so as to avoid danger while considering the relationship between the distance between the obstacle and the vehicle 1 (including the lateral distance and the longitudinal distance) and the relative speed. is doing.
  • the vehicle 1 is located around the obstacle (lateral region, rear region, And over the front area) or at least between the obstacle and the vehicle 1, 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 configured. Yes.
  • a two-dimensional distribution speed distribution area 40
  • an allowable upper limit value V lim of the relative velocity is set at each point around the obstacle.
  • obstacle avoidance control for preventing the relative speed of the vehicle 1 with respect to the obstacle from exceeding the allowable upper limit value V lim in the speed distribution region 40 is performed in all driving support modes.
  • the velocity distribution region 40 is set so that the allowable upper limit value of the relative velocity becomes smaller as the lateral distance and the longitudinal distance from the obstacle become smaller (closer to the obstacle). Further, in FIG. 7, for the sake of easy understanding, equal relative velocity lines connecting points having the same allowable upper limit value are 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 obstacle, and is set at least on one side in the lateral direction of the obstacle where 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 the area where the vehicle 1 does not travel (outside the travel path 7), but the speed distribution area 40 may be set only on the travel path 7.
  • 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 in the oncoming lane. Can be set.
  • 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 obstacle or the like.
  • D 0 is also set depending on the type of obstacle.
  • 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 lateral direction of the obstacle has been described with reference to FIG. 8, it can be similarly set for all radial directions including the vertical direction of the obstacle. At that time, the coefficient k and the safety distance D 0 can be set according to the direction from the obstacle.
  • the velocity distribution region 40 can be set based on various parameters.
  • parameters for example, the relative speed between the vehicle 1 and the obstacle, the type of the obstacle, the traveling direction of the vehicle 1, the moving direction and moving speed of the obstacle, the length of the obstacle, the absolute speed of the vehicle 1 and the like are taken into consideration. Can do. That is, the coefficient k and the safety distance D 0 can be selected based on these parameters.
  • the obstacle includes a vehicle, a pedestrian, a bicycle, a cliff, a groove, a hole, a fallen object, and the like.
  • vehicles can be distinguished by automobiles, trucks, and motorcycles.
  • Pedestrians can be distinguished by adults, children and groups.
  • FIG. 7 the velocity distribution region when one obstacle exists is shown, but when a plurality of obstacles exist close to each other, the plurality of velocity distribution regions overlap each other. For this reason, in the overlapping portion, instead of the substantially elliptical uniform relative velocity line as shown in FIG. 7, the other allowable upper limit value is prioritized and the other is excluded, or two substantially elliptical shapes An iso-relative velocity line is set so as to connect the shapes smoothly.
  • the ECU 10 of the vehicle 1 detects an obstacle (vehicle 3) from the in-vehicle camera 21 based on the image data. At this time, the type of obstacle (in this case, vehicle, pedestrian) is specified.
  • the ECU 10 calculates the position, relative speed, and absolute speed of the obstacle (vehicle 3) with respect to the vehicle 1 based on the measurement data of the millimeter wave radar 22 and the vehicle speed data of the vehicle speed sensor 23.
  • the position of the obstacle 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 may not necessarily be calculated, but may be estimated from a plurality of measurement data and / or a plurality of image data if necessary.
  • the ECU 10 sets a speed distribution region 40 for each detected obstacle (in the case of FIG. 7, the vehicle 3). Then, the ECU 10 performs obstacle avoidance control so that the speed of the vehicle 1 does not exceed the allowable upper limit value V lim of the speed distribution region 40. For this reason, ECU10 correct
  • FIG. 7 shows a case where the calculated target travel route R is a route that travels at the center position (target position) in the width direction of the travel path 7 at 60 km / h (target speed).
  • the parked vehicle 3 is present as an obstacle ahead, but as described above, this obstacle is not taken into consideration in the calculation stage of the target travel route R in order to reduce the calculation load.
  • the target speed gradually decreases to less than 20 km / h as the vehicle 3 approaches, so that the target vehicle speed is less than or equal to the allowable upper limit value V lim at each target position. Thereafter, as the vehicle 3 moves away from the vehicle 3, the target speed is gradually increased to the original 60 km / h.
  • the target travel route Rc3 does not change the target speed (60 km / h) of the target travel route R, and is therefore set to travel outside the equal relative speed line d (corresponding to a relative speed of 60 km / h).
  • Route In order to maintain the target speed of the target travel route R, the ECU 10 corrects the target travel route R so as to change the target position so that the target position is located on or outside the equal relative speed line d, and the target travel A route Rc3 is generated. Therefore, the target speed of the target travel route Rc3 is maintained at 60 km / h, which is the target speed of the target travel route R.
  • the target travel route Rc2 is a route in which both the target position and the target speed of the target travel route R are changed.
  • the target speed is not maintained at 60 km / h, and gradually decreases to 40 km / h as the vehicle 3 approaches, and then the original speed of 60 km / h as the vehicle 3 moves away. Is gradually increased until.
  • the target travel route Rc2 can be generated so that the target position and target speed satisfy predetermined conditions.
  • the predetermined condition is, for example, that the longitudinal acceleration / deceleration and the lateral acceleration of the vehicle 1 are not more than predetermined values, that there is no deviation from the traveling road 7 to the adjacent lane, and the like.
  • the correction for changing only the target speed without changing the target position of the target driving path R as in the target driving path Rc1 can be applied to a driving support mode that involves speed control but does not involve steering control ( For example, automatic speed control mode, speed limit mode, basic control mode). Further, the correction for changing only the target position without changing the target speed of the target driving route R as in the target driving route Rc3 can be applied to the driving support mode with steering control (for example, following the preceding vehicle). mode). Further, the correction that changes both the target position and the target speed of the target travel route R as in the target travel route Rc2 can be applied to a driving support mode that involves speed control and steering control (for example, a preceding vehicle following mode). ).
  • the ECU 10 selects the target travel route R as the target travel route Rc1 to the target travel route Rc1 ⁇ , depending on the driver's preference for avoidance control (for example, the driver selects speed priority or straight ahead priority). You may comprise so that it may correct
  • the obstacle avoidance control is also applied when the vehicle 1 catches up with a preceding vehicle traveling in the same lane in the preceding vehicle following mode, automatic speed control mode, speed limiting mode, or basic control mode. That is, as the vehicle 1 approaches the preceding vehicle, the vehicle speed of the vehicle 1 is limited so that the relative speed decreases according to the allowable upper limit value V lim of the speed distribution region 40. The vehicle 1 follows the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance at the position of the equal relative speed line a where the relative speed between the vehicle 1 and the preceding vehicle is zero.
  • FIG. 9 is a processing flow of driving support control
  • FIG. 10 is a processing flow of travel route selection processing.
  • the ECU 10 repeatedly executes the processing flow of FIG. 9 every predetermined time (for example, 0.1 seconds).
  • ECU10 information acquisition part 10a
  • the ECU 10 acquires the current vehicle position information and map information from the positioning system 29 and the navigation system 30 (S11a), the in-vehicle camera 21, the millimeter wave radar 22, the vehicle speed sensor 23, the acceleration sensor 24, and the yaw rate sensor.
  • sensor information is acquired from the driver operation unit 35 or the like (S11b)
  • switch information is acquired from the steering angle sensor 26, the accelerator sensor 27, the brake sensor 28, the direction indicator sensor, or the like (S11c).
  • the ECU 10 as the information detection unit executes a predetermined information detection process using various information acquired in the information acquisition process (S11) (S12).
  • the ECU 10 determines, based on the current vehicle position information, the map information, and the sensor information, the road information about the road shape around the vehicle 1 and the front area (presence / absence of straight sections and curve sections, lengths of sections, curves) Section radius of curvature, lane width, lane end positions, number of lanes, presence / absence of intersection, speed limit defined by curve curvature, etc., travel regulation information (speed limit, red signal, etc.), obstacle information (preceding vehicle and The presence / absence of an obstacle, position, speed, etc.) and preceding vehicle locus information (position and speed of the preceding vehicle) are detected (S12a).
  • the obstacle information detection unit 10b detects obstacle information
  • the travel regulation information detection unit 10c detects travel regulation information.
  • the ECU 10 detects vehicle operation information (steering angle, accelerator pedal depression amount, brake pedal depression amount, etc.) related to vehicle operation by the driver from the switch information (S12b), and further, from the switch information and sensor information, the vehicle
  • vehicle operation information steering angle, accelerator pedal depression amount, brake pedal depression amount, etc.
  • the travel behavior information vehicle speed, acceleration / deceleration, lateral acceleration, yaw rate, etc. relating to the behavior of No. 1 is detected (S12c).
  • the ECU 10 executes a travel route calculation process based on the information obtained by the calculation (S13).
  • the travel route calculation process as described above, the first travel route calculation process (S13a), the second travel route calculation process (S13b), and the first travel route calculation process (S13c) are executed.
  • the ECU 10 travels near the center of the lane in the straight section based on the set vehicle speed, both ends of the lane, lane width, speed limit, vehicle speed, acceleration / deceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, and the like.
  • the slowest speed among the set vehicle speed, the limited vehicle speed by the traffic sign, and the limited vehicle speed defined by the curve curvature is set so that the vehicle turns on the inside of the curve so that the turning radius becomes large.
  • the travel route R1 target position P1_k and target speed V1_k
  • a predetermined period for example, 2 to 4 seconds
  • the ECU 10 maintains a predetermined inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the vehicle 1 based on the preceding vehicle trajectory information (position and speed) of the preceding vehicle acquired from the sensor information or the like.
  • the travel route R2 for a predetermined period is calculated so as to follow the behavior (position and speed) of the preceding vehicle with a delay of the travel time of the inter-vehicle distance.
  • the ECU 10 calculates a travel route R3 for a predetermined period estimated from the current behavior of the vehicle 1 based on vehicle operation information, travel behavior information, and the like.
  • the ECU 10 executes a travel route selection process for selecting one target travel route from the calculated three travel routes (S14).
  • the ECU 10 determines one target based on whether or not both ends of the lane are detected and whether there is a preceding vehicle, in addition to the driving support mode selected by the driver using the mode selection switch 36. A travel route is selected (see FIG. 5).
  • This travel route correction process includes a first travel route correction process (S15a) and a second travel route correction process (S15b), which are appropriately executed as necessary.
  • the ECU 10 corrects the target travel route based on the travel regulation information (for example, “red signal” shown in FIG. 6B).
  • the travel route is corrected so that the vehicle 1 is stopped at the stop line by speed control.
  • the ECU 10 further corrects the target travel route based on the obstacle information (for example, the parked vehicle 3 shown in FIG. 7).
  • the vehicle 1 travels so as to avoid obstacles or follow the preceding vehicle by speed control and / or steering control according to the driving support mode selected in principle. The route is corrected.
  • the second correction process (S15b) it is preferable to perform the second correction process (S15b) after performing the first correction process (S15a).
  • an obstacle for example, a parked vehicle
  • the target travel route is corrected so as to avoid the obstacle after the vehicle 1 passes the traffic signal L.
  • the target travel route can be corrected such that the target position is shifted laterally in order to avoid an obstacle at the stop position of the red signal. Therefore, in this case, the vehicle 1 stops at a position deviated from the center of the lane at the stop position of the red signal.
  • the second correction process when steering control is involved
  • the target travel route is corrected so that the vehicle 1 avoids an obstacle while changing lanes.
  • the first correction process is executed after the second correction process
  • the target travel route may be corrected so as to change the lane after overtaking an obstacle. Therefore, in this case, since the lane is not changed until the vehicle 1 passes the obstacle, the intention of the driver is not immediately reflected in the vehicle behavior.
  • the target travel route is more natural and more suitable for the driving intention. It is possible to correct.
  • the ECU 10 controls the corresponding control system (engine control system 31) so that the vehicle 1 travels on the travel route calculated finally according to the selected driving support mode.
  • the brake control system 32 and the steering control system 33) are output request signals (S16).
  • the ECU 10 determines whether or not the driver has selected the preceding vehicle following mode based on the driving support mode selection signal received from the mode selection switch 36 (S21). When the preceding vehicle follow-up mode is not selected (S21; No), the ECU 10 selects the third travel route as the target travel route.
  • the ECU 10 determines whether or not the positions of both ends of the lane are detected based on the sensor information or the like (S22).
  • the ECU 10 sets the driving support mode. While maintaining the preceding vehicle following mode (S24), the first travel route is selected as the target travel route (S25). In this case, the target speed is set to the set vehicle speed.
  • the target position is set near the center of the lane in the straight section, and is set to run on the in side of the lane in the curve section. Therefore, the first travel route is set so that the vehicle 1 travels in the vicinity of the center of the lane even if the preceding vehicle that the vehicle 1 follows protrudes from the lane marking (white line, etc.) or fluctuates in the lane. Therefore, it is possible to satisfy the driving request of the driver and to ensure safety.
  • the ECU 10 determines whether or not a preceding vehicle is detected based on sensor information or the like (S28). If the position of both ends of the lane is not detected, but the preceding vehicle is detected (S28; Yes), the ECU 10 maintains the preceding vehicle following mode as the driving support mode (S29) and targets the second travel route. A travel route is selected (S30). In this case, the target speed and the target position are set so as to follow the traveling locus of the preceding vehicle.
  • the ECU 10 When neither the lane end position nor the preceding vehicle is detected (S28; No), the ECU 10 maintains the preceding vehicle follow-up mode as the driving support mode (S31) and uses the third travel route as the target travel route. Select (S32).
  • the target speed and target position in this case are set based on the current traveling behavior of the vehicle 1.
  • the preceding vehicle follow-up mode when the preceding vehicle follow-up mode is selected, one is selected from the first travel route, the second travel route, and the third travel route.
  • the present invention is not limited to this.
  • one of the first travel route and the second travel route may be selected.
  • the present embodiment is a vehicle control device (ECU) 10 having a driving support mode, which includes an obstacle information detection unit 10b that detects obstacle information related to obstacles on or around the traveling road on which the vehicle 1 travels.
  • a travel restriction information detecting unit 10c for detecting travel restriction information for instructing a travel restriction including a signal L and a sign on the road, and a travel path for calculating a future travel path including the target position P_k and the target speed V_k of the vehicle 1
  • the travel route calculation unit 10d is selected by executing a travel route calculation process (S13 in FIG. 9) that repeatedly calculates a plurality of travel routes in time without considering obstacle information.
  • a travel route selection process (S14 in FIG. 9, FIG. 10) for selecting one travel route as a target travel route from a plurality of travel routes is executed, and obstacle information and / or Based on the line regulation information, the first and second travel path correction process (S15a, S15b) corrects the target driving route selected by the traveling route selection process and executes a.
  • each of the plurality of travel routes is calculated without considering obstacles that do not always exist, so that the calculation load of each travel route can be reduced.
  • an obstacle for example, the parked vehicle 3 in FIG. 7
  • a travel restriction including a signal L or a sign is detected
  • one travel route (target travel route R) selected from a plurality of travel routes is corrected. For this reason, calculations for avoiding obstacles and calculations for complying with travel regulations only have to be performed for the selected target travel route R, and therefore it is possible to suppress an increase in calculation load as a whole. It becomes. Thereby, in this embodiment, it can transfer to the driving
  • the travel route calculation unit 10d corrects the target travel route R so as to avoid the obstacle based on the obstacle information in the second travel route correction process.
  • the travel route calculation unit 10d defines the distribution of the allowable upper limit value V lim of the relative speed of the vehicle 1 with respect to the obstacle, at least from the obstacle toward the vehicle 1 in the second travel route correction process. Is set, and the target travel route R is corrected so as to suppress the relative speed of the vehicle 1 with respect to the obstacle from exceeding the allowable upper limit value V lim in the speed distribution region 40. .
  • the target travel route R is corrected so as not to exceed the allowable upper limit value V lim of the relative speed of the vehicle 1 defined by the speed distribution region 40 set for the detected obstacle.
  • the corrected target travel routes Rc1 to Rc3 can avoid the obstacle while maintaining an appropriate speed and / or distance with respect to the obstacle.
  • the plurality of travel routes include travel route information (S13a) regarding the travel route, preceding vehicle track information (S13b) regarding the travel track of the preceding vehicle, and on the travel route. Is calculated using one or more of the current travel behavior information (S13c) of the vehicle. Accordingly, in the present embodiment, the travel route information, the preceding vehicle trajectory information, and the travel behavior information are obtained using the sensor of the vehicle 1 and the first travel route R1, the second travel route R2, and the third travel are obtained from these information. It is possible to calculate the route R3. In the present embodiment, correction (S15b) for obstacle avoidance that should have been common to all the travel routes is performed on one travel route selected from the plurality of travel routes. it can.
  • the plurality of travel routes calculated in the travel route calculation process (S13) is set to travel in the travel route based on at least the travel route information related to the travel route.
  • a second travel route R2 set to follow the trajectory of the preceding vehicle based on the preceding vehicle trajectory information related to the travel trajectory of the preceding vehicle.
  • a driver operation unit 35 is provided for a passenger to select a driving support mode.
  • crew operates the driver
  • a desired driving assistance mode can be selected suitably according to a passenger
  • V lim allowable upper limit value 100 vehicle control system D width dimension D 0 safety distance L traffic signal L curvature radius R target travel route R1 first travel route R2 second travel route R3 third travel route Rc, Rc1, Rc2, Rc3 Target travel route P_k (P1_k, P2_k, P3_k) Target position V_k (V1_k, V2_k, V3_k) Target speed S Speed sign W Lane width Ws Displacement amount X Clearance

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Abstract

運転支援モードを備えた車両制御装置（ＥＣＵ）（１０）であって、車両（１）が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物に関する障害物情報を検出する障害物情報検出部（１０ｂ）と、走行路上の信号及び標識を含む走行規制を指示する走行規制情報を検出する走行規制情報検出部（１０ｃ）と、車両（１）の目標位置及び目標速度を含む将来の走行経路を算出する走行経路算出部（１０ｄ）とを備え、走行経路算出部（１０ｄ）は、障害物情報を考慮せずに、複数の走行経路を時間的に繰返し計算する走行経路計算処理（図９のＳ１３）を実行し、選択されている運転支援モードに基づいて、複数の走行経路から１つの走行経路を目標走行経路として選択する走行経路選択処理（図９のＳ１４、図１０）を実行し、障害物情報及び／又は走行規制情報に基づいて、走行経路選択処理で選択した目標走行経路を補正する走行経路補正処理（Ｓ１５）を実行する。

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。
　近年、車両の自動運転に関する技術が種々に提案されている。例えば、特許文献１には、車線変更する場面においてＧＰＳからの自車位置情報及び地図情報を用いて目標走行経路を計算する技術が提案されている。この技術では、例えば、走行路上に障害物が検出された場合には、この障害物を避けて隣の車線に車線変更するように、１つの目標走行経路が計算されるようになっている。
特開２００８－１４９８５５号公報
　複数の自動運転モード又は運転支援モードを備えた車両において、常時、選択されている運転支援モードに適した単一の目標走行経路のみを計算していると、運転者の意思による運転支援モードの切替え操作の際に、切替え後の運転支援モードに適した目標走行経路を新たに計算しなければならない。ところが、目標走行経路は、ある程度の計算時間を必要とするため、切替え操作から新たな目標走行経路の計算完了までの間、新たな目標走行経路が無い期間が生じたり、運転支援モードが切替わらなかったりして、運転意図の変化に即座に対応できず運転者に違和感を与えるおそれがあった。
　一方、すべての運転支援モードについて、それぞれに適した目標走行経路を常時計算すること、更には、時間的に変化し得る先行車，障害物，信号等の情報をも加味して複数の目標走行経路を常時計算することは、計算負荷が高くなってしまうという問題があった。
　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、過大な計算負荷なしに、運転支援モードに適した目標走行経路への切替えが容易となる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、運転支援モードを備えた車両制御装置であって、車両が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物に関する障害物情報を検出する障害物情報検出部と、走行路上の信号及び標識を含む走行規制を指示する走行規制情報を検出する走行規制情報検出部と、車両の目標位置及び目標速度を含む将来の走行経路を算出する走行経路算出部と、を備え、走行経路算出部は、障害物情報を考慮せずに、複数の走行経路を時間的に繰返し計算する走行経路計算処理を実行し、選択されている運転支援モードに基づいて、複数の走行経路から１つの走行経路を目標走行経路として選択する走行経路選択処理を実行し、障害物情報及び／又は前記走行規制情報に基づいて、走行経路選択処理で選択した目標走行経路を補正する走行経路補正処理を実行す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、常時は存在しない障害物を考慮せずに、複数の走行経路の各々を計算するので、各走行経路の計算負荷を軽減することができる。また、本発明では、障害物が検出されれば、その障害物情報に基づいて、又、信号や標識を含む走行規制が検出されれば、その走行規制情報に基づいて、複数の走行経路から選択された１つの走行経路（目標走行経路）を補正する。このため、障害物を回避するための計算、及び、走行規制を順守するための計算は、選択された目標走行経路のみについて行えばよいので、全体として計算負荷の増大を抑制することが可能となる。これにより、本発明では、過大な計算負荷を回避しつつ、運転支援モードの切替え操作に応じて、即座に切替え後の運転支援モードに適した走行経路を適用することができる。
　本発明において、好ましくは、走行経路算出部は、走行経路補正処理において、障害物情報に基づいて、障害物を回避するように、目標走行経路を補正する。
　本発明において、好ましくは、走行経路算出部は、走行経路補正処理において、少なくとも障害物から車両に向けて、障害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、速度分布領域内において障害物に対する車両の相対速度が許容上限値を超えることを抑制するように、目標走行経路を補正する。
　このように構成された本発明によれば、検出された障害物に設定された速度分布領域によって規定される車両の相対速度の許容上限値を超えないように目標走行経路が補正されるので、補正された目標走行経路により、障害物に対して適切な速度及び／又は距離を維持しながら障害物を回避することができる。
　本発明において、好ましくは、走行経路計算処理において、複数の走行経路は、走行路に関する走行路情報，先行車の走行軌跡に関する先行車軌跡情報，及び，走行路上での車両の現在の走行挙動情報のうちの１つ又はそれ以上を用いて計算される。
　このように構成された本発明によれば、車両のセンサ等を利用して走行路情報，先行車軌跡情報，走行挙動情報を取得し、これら情報から複数の走行経路を計算することが可能である。そして、本発明では、これら複数の走行経路から選択した１つの走行経路に対して、いずれの走行経路にも共通するはずであった障害物回避のための補正を実行することができる。
　本発明において、具体的には、走行経路計算処理において計算される複数の走行経路は、少なくとも走行路に関する走行路情報に基づいて、走行路内を走行するように設定される第１走行経路と、先行車の走行軌跡に関する先行車軌跡情報に基づいて、先行車の軌跡を追従するように設定される第２走行経路と、を少なくとも含む。
　本発明において、好ましくは、乗員が運転支援モードを選択するための運転者操作部を備える。
　このように構成された本発明によれば、乗員が運転者操作部を操作することによって、乗員の運転支援要求に応じて所望の運転支援モードを適宜に選択することができる。
　本発明によれば、過大な計算負荷なしに、運転支援モードに適した目標走行経路への切替えが容易となる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おけ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おける第１走行経路の説明図である。 本発明の実施形態における第２走行経路の説明図である。 本発明の実施形態における第３走行経路の説明図である。 本発明の実施形態における運転支援モードと目標走行経路との関係を示す説明図である。 本発明の実施形態における走行規制情報に基づく第１走行経路補正処理の説明図である。 本発明の実施形態における走行規制情報に基づく第１走行経路補正処理の説明図である。 本発明の実施形態における障害物回避制御の説明図である。 本発明の実施形態の障害物回避制御における障害物と車両との間の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おける運転支援制御の処理フローである。 本発明の実施形態における走行経路選択処理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。まず、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。
　本実施形態の車両制御システム１００は、車両１（図２等参照）に対して複数の運転支援モードにより、それぞれ異なる運転支援制御を提供するように構成されている。運転者は、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択可能である。
　図１に示すように、車両制御システム１００は、車両１に搭載されており、車両制御装置（ＥＣＵ）１０と、複数のセンサ及びスイッチと、複数の制御システムと、運転支援モードについてのユーザ入力を行うための運転者操作部３５を備えている。複数のセンサ及びスイッチには、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車両の挙動を検出する複数の挙動センサ（車速センサ２３，加速度センサ２４，ヨーレートセンサ２５）及び複数の挙動スイッチ（操舵角センサ２６，アクセルセンサ２７，ブレーキセンサ２８），測位システム２９，ナビゲーションシステム３０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。
　運転者操作部３５は、運転者が操作可能なように車両１の車室内に設けられており、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択するためのモード選択スイッチ３６と、選択された運転支援モードに応じて設定車速を入力するための設定車速入力部３７とを備えている。運転者がモード選択スイッチ３６を操作することにより、選択された運転支援モードに応じた運転支援モード選択信号が出力される。また、運転者が設定車速入力部３７を操作することにより、設定車速信号が出力される。
　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、運転者操作部３５から受け取った運転支援モード選択信号や設定車速信号、及び、複数のセンサ及びスイッチ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。ＥＣＵ１０は、機能的に、情報取得部１０ａと、障害物情報検出部１０ｂと、走行規制情報検出部１０ｃと、走行経路算出部１０ｄと、システム制御部１０ｅを備えており、これら機能部は、後述する処理フローのうち対応する処理を実行する。
　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（障害物情報検出部１０ｂ，走行規制情報検出部１０ｃ）は、画像データに基づいて対象物（例えば、車両、歩行者、道路、区画線（車線境界線、白線、黄線）、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、交通インフラや車々間通信等によって、車載通信機器を介して外部から対象物の情報を取得してもよい。
　ミリ波レーダ２２は、対象物（特に、先行車、駐車車両、歩行者、障害物等）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の絶対速度を検出する。
　加速度センサ２４は、車両１の加速度（前後方向の縦加減速度、横方向の横加速度）を検出する。
　ヨーレートセンサ２５は、車両１のヨーレートを検出する。
　操舵角センサ２６は、車両１のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。
　アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。
　ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
　測位システム２９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）を検出する。
　ナビゲーションシステム３０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、交差点、交通信号、建造物等を特定する。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、本実施形態による車両制御システム１００が備える運転支援モードについて説明する。本実施形態では、運転支援モードとして、４つのモード（先行車追従モード、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード）が備えられている。
　先行車追従モードは、基本的に、車両１と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両１を先行車に追従走行させるモードであり、車両制御システム１００による自動的なステアリング制御，速度制御（エンジン制御，ブレーキ制御），障害物回避制御（速度制御及びステアリング制御）を伴う。
　先行車追従モードでは、車線両端部の検出の可否、及び、先行車の有無に応じて、異なるステアリング制御及び速度制御が行われる。ここで、車線両端部とは、車両１が走行する車線の両端部（白線等の区画線，道路端，縁石，中央分離帯，ガードレール等）であり、隣接する車線や歩道等との境界である。走行路端部検出部としてのＥＣＵ１０は、この車線両端部を車載カメラ２１により撮像された画像データから検出する。また、ナビゲーションシステム３０の地図情報から車線両端部を検出してもよい。しかしながら、例えば、車両１が整備された道路ではなく、車線が存在しない平原を走行する場合や、車載カメラ２１からの画像データの読取り不良等の場合に車線両端部が検出できない場合が生じ得る。
　なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１０を走行路端部検出部としているが、これに限らず、走行路端部検出部としての車載カメラ２１が車線両端部を検出してもよいし、走行路端部検出部としての車載カメラ２１とＥＣＵ１０が協働して車線両端部を検出してもよい。
　また、本実施形態では、先行車検出部としてのＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ及びミリ波レーダ２２による測定データにより、先行車を検出する。具体的には、車載カメラ２１による画像データにより前方を走行する他車両を走行車として検出する。更に、本実施形態では、ミリ波レーダ２２による測定データにより、車両１と他車両との車間距離が所定距離（例えば、４００～５００ｍ）以下である場合に、当該他車両が先行車として検出される。
　なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１０を先行車検出部としているが、これに限らず、先行車検出部としての車載カメラ２１が前方を走行する他車両を検出してもよく、ＥＣＵ１０に加えて車載カメラ２１及びミリ波レーダ２２が先行車両検出部の一部を構成してもよい。
　まず、車線両端部が検出される場合、車両１は、車線の中央付近を走行するようにステアリング制御され、設定車速入力部３７を用いて運転者によって又は所定の処理に基づいてシステム１００によって予め設定された設定車速（一定速度）を維持するように速度制御される。なお、設定車速が制限車速（速度標識やカーブの曲率に応じて規定される制限速度）よりも大きい場合は制限車速が優先され、車両１の車速は制限車速に制限される。カーブの曲率に応じて規定される制限速度は、所定の計算式により計算され、カーブの曲率が大きい（曲率半径が小さい）ほど低速度に設定される。
　なお、車両１の設定車速が先行車の車速よりも大きい場合は、車両１は、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御される。また、追従していた先行車が車線変更等により、車両１の前方に存在しなくなると、車両１は、再び設定車速を維持するように速度制御される。
　また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車が存在する場合、車両１は、先行車の走行軌跡を追従するようにステアリング制御され、且つ、先行車の走行軌跡上の速度に追従するように速度制御される。
　また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車も存在しない場合、走行路上での走行位置を特定できない（区画線等検出不可、先行車追従不可）。この場合、現在の走行挙動（操舵角、ヨーレート、車速、加減速度等）を運転者の意思により維持又は変更するように、運転者がステアリングホイール，アクセルペダル，ブレーキペダルを操作することにより、ステアリング制御及び速度制御を実行する。
　なお、先行車追従モードでは、先行車の有無、車線両端部の検出の可否にかかわらず、後述する障害物回避制御（速度制御及びステアリング制御）が更に自動的に実行される。
　また、自動速度制御モードは、運転者によって又はシステム１００によって予め設定された所定の設定車速（一定速度）を維持するように速度制御するモードであり、車両制御システム１００による自動的な速度制御（エンジン制御，ブレーキ制御），障害物回避制御（速度制御）を伴うが、ステアリング制御は行われない。この自動速度制御モードでは、車両１は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思が優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。
　また、速度制限モードは、車両１の車速が速度標識による制限速度又は運転者によって設定された設定速度を超えないように、速度制御するモードであり、車両制御システム１００による自動的な速度制御（エンジン制御）を伴う。制限速度は、車載カメラ２１により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをＥＣＵ１０が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両１は制限速度までしか増速されない。
　また、基本制御モードは、運転者操作部３５により、運転支援モードが選択されていないときのモード（オフモード）であり、車両制御システム１００による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、自動衝突防止制御は実行されるように構成されており、この制御において、車両１が先行車等に衝突する可能性がある場合には自動的にブレーキ制御が実行され、衝突が回避される。また、自動衝突防止制御は、先行車追従モード，自動速度制御，速度制限モードにおいても同様に実行される。
　また、自動速度制御モード、速度制限モード、及び基本制御モードにおいても、後述する障害物回避制御（速度制御のみ、又は、速度制御及びステアリング制御）が更に実行される。
　次に、図２～図４を参照して、本実施形態による車両制御システム１００において計算される複数の走行経路について説明する。図２～図４は、それぞれ第１走行経路～第３走行経路の説明図である。本実施形態では、ＥＣＵ１０が、以下の第１走行経路Ｒ１～第３走行経路Ｒ３を時間的に繰返し計算するように構成されている（例えば、０．１秒毎）。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、センサ等の情報に基づいて、現時点から所定期間（例えば、２～４秒）が経過するまでの間の走行経路を計算する。走行経路Ｒｘ（ｘ＝１，２，３）は、走行経路上の車両１の目標位置（Ｐｘ_ｋ）及び目標速度（Ｖｘ_ｋ）により特定される（ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ）。
　なお、図２～図４における走行経路（第１走行経路～第３走行経路）は、車両１が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物（駐車車両、歩行者等を含む）に関する障害物情報（即ち時間的に状況が変動し得る情報）、及び、走行状況の変化に関する走行状況変化情報を考慮せずに、走行路の形状，先行車の走行軌跡，車両１の走行挙動，及び設定車速に基づいて計算される。走行状況変化情報には、交通法規（交通信号や交通標識等）による走行規制に関する走行規制情報（即ち地図情報からではなく走行中にその場で検出可能な情報）や、運転者の意思（ウインカ（方向指示器）の操作等の進路変更の意思）による車線変更要求情報が含まれ得る。このように、本実施形態では、障害物情報や走行規制情報等が計算に考慮されないので、これら複数の走行経路の全体的な計算負荷を低く抑えることができる。
　以下では、理解の容易のため、車両１が直線区間５ａ，カーブ区間５ｂ，直線区間５ｃからなる道路５を走行する場合において計算される各走行経路について説明する。道路５は、左右の車線５L，５Rからなる。現時点において、車両１は、直線区間５ａの車線５L上を走行しているものとする。
　図２に示すように、第１走行経路Ｒ１は、道路５の形状に即して車両１に走行路である車線５L内の走行を維持させるように所定期間分だけ設定される。詳しくは、第１走行経路Ｒ１は、直線区間５ａ，５ｃでは車両１が車線５Lの中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間５ｂでは車両１が車線５Lの幅方向中央よりも内側又はイン側（カーブ区間の曲率半径Ｒの中心Ｏ側）を走行するように設定される。
　ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１により撮像された車両１の周囲の画像データの画像認識処理を実行し、車線両端部６L，６Rを検出する。車線両端部は、上述のように、区画線（白線等）や路肩等である。更に、ＥＣＵ１０は、検出した車線両端部６L，６Rに基づいて、車線５Lの車線幅Ｗ及びカーブ区間５ｂの曲率半径Ｒを算出する。また、ナビゲーションシステム３０の地図情報から車線幅Ｗ及び曲率半径Ｒを取得してもよい。更に、ＥＣＵ１０は、画像データから速度標識Ｓや路面上に表示された制限速度を読み取る。なお、上述のように、制限速度を外部からの無線通信により取得してもよい。
　ＥＣＵ１０は、直線区間５ａ，５ｃでは、車線両端部６L，６Rの幅方向の中央部を車両１の幅方向中央部（例えば、重心位置）が通過するように、第１走行経路Ｒ１の複数の目標位置Ｐ１_ｋを設定する。なお、本実施形態では、第１走行経路Ｒ１は、直線区間において、車両１が車線中央を走行するように設定されるが、これに限らず、運転者の運転特性（好み等）を反映させて、車線中央よりも所定のシフト量（距離）だけ幅方向に偏った車線中央付近に第１走行経路Ｒ１を設定するように構成してもよい。
　一方、ＥＣＵ１０は、カーブ区間５ｂでは、カーブ区間５ｂの長手方向の中央位置Ｐ１_ｃにおいて、車線５Lの幅方向中央位置からイン側への変位量Ｗｓを最大に設定する。この変位量Ｗｓは、曲率半径Ｒ，車線幅Ｗ，車両１の幅寸法Ｄ（ＥＣＵ１０のメモリに格納された規定値）に基づいて計算される。そして、ＥＣＵ１０は、カーブ区間５ｂの中央位置Ｐ１_ｃと直線区間５ａ，５ｃの幅方向中央位置とを滑らかにつなぐように第１走行経路Ｒ１の複数の目標位置Ｐ１_ｋを設定する。なお、カーブ区間５ｂへの進入前後においても、直線区間５ａ，５ｃのイン側に第１走行経路Ｒ１を設定してもよい。
　第１走行経路Ｒ１の各目標位置Ｐ１_ｋにおける目標速度Ｖ１_ｋは、原則的に、運転者が運転者操作部３５の設定車速入力部３７によって又はシステム１００によって予め設定された所定の設定車速（一定速度）に設定される。しかしながら、この設定車速が、速度標識Ｓ等から取得された制限速度、又は、カーブ区間５ｂの曲率半径Ｒに応じて規定される制限速度を超える場合、走行経路上の各目標位置Ｐ１_ｋの目標速度Ｖ１_ｋは、２つの制限速度のうち、より低速な制限速度に制限される。さらに、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の挙動状態（即ち、車速，加減速度，ヨーレート，操舵角，横加速度等）に応じて、目標位置Ｐ１_ｋ，目標車速Ｖ１_ｋを適宜に補正する。例えば、現車速が設定車速から大きく異なっている場合は、車速を設定車速に近づけるように目標車速が補正される。
　なお、第１走行経路Ｒ１は、原則的には車線両端部が検出される場合に用いられる走行経路であるため、車線両端部が検出されない場合には計算しなくてもよいが、車線両端部が検出されていないにもかかわらず第１走行経路Ｒ１が誤って選択された場合に備えて、代替的に以下のように計算してもよい。
　この場合、車両１が車線５Lの中央を走行していると仮定し、ＥＣＵ１０は、車両１の車速に応じて操舵角又はヨーレートを用いて仮想的な車線両端部を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、仮想的に設定した車両両端部に基づいて、上記と同様に、直線区間であれば車線の中央を走行し、カーブ区間であれば車線のイン側を走行するように第１走行経路を計算する。
　また、図３に示すように、第２走行経路Ｒ２は、先行車３の走行軌跡を追従するように所定期間分だけ設定される。ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ，ミリ波レーダ２２による測定データ，車速センサ２３による車両１の車速に基づいて、車両１の走行する車線５L上の先行車３の位置及び速度を継続的に計算して、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車３の走行軌跡を第２走行経路Ｒ２（目標位置Ｐ２_ｋ、目標速度Ｖ２_ｋ）として設定する。
　本実施形態では、第２走行経路Ｒ２は、原則的には先行車が検出される場合に計算される走行経路であるため、先行車が検出されない場合には計算しなくてもよいが、先行車が検出されていないにもかかわらず第２走行経路Ｒ２が誤って選択された場合に備えて、代替的に以下のように計算してもよい。
　この場合、ＥＣＵ１０は、車両１から車速に応じた所定距離だけ前方に先行車が走行していると仮定する。この仮想的な先行車は車両１と同じ走行挙動（車速，操舵角，ヨーレート等）を有するものとする。そして、ＥＣＵ１０は、仮想的な先行車を追従するように第２走行経路Ｒ２を計算する。
　また、図４に示すように、第３走行経路Ｒ３は、運転者による車両１の現在の運転状態に基づいて所定期間分だけ設定される。即ち、第３走行経路Ｒ３は、車両１の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
　ＥＣＵ１０は、車両１の操舵角，ヨーレート，横加速度に基づいて、所定期間分の第３走行経路Ｒ３の目標位置Ｐ３_ｋを計算する。ただし、ＥＣＵ１０は、車線両端部が検出される場合、計算された第３走行経路Ｒ３が車線端部に近接又は交差しないように、目標位置Ｐ３_ｋを補正する。
　また、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の車速，加減速度に基づいて、所定期間分の第３走行経路Ｒ３の目標速度Ｖ３_ｋを計算する。なお、目標速度Ｖ３_ｋが速度標識Ｓ等から取得された制限速度を超えてしまう場合は、制限速度を超えないように目標速度Ｖ３_ｋを補正してもよい。
　次に、図５を参照して、本実施形態による車両制御システム１００における運転支援モードと走行経路との関係について説明する。図５は、運転支援モードと目標走行経路との関係を示す説明図である。本実施形態では、運転者がモード選択スイッチ３６を操作して１つの運転支援モードを選択すると、ＥＣＵ１０が、センサ等による測定データに応じて、第１走行経路Ｒ１～第３走行経路Ｒ３のうち、いずれか１つを選択するように構成されている。即ち、本実施形態では、運転者がある運転支援モードを選択しても、必ず同じ走行経路が適用されるわけではなく、走行状況に応じた適切な走行経路が適用されるように構成されている。
　先行車追従モードの選択時には、車線両端部が検出されていると、先行車の有無にかかわらず、第１走行経路が適用される。この場合、設定車速入力部３７によって設定された設定車速が目標速度となる。
　一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、第２走行経路が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、第３走行経路が適用される。
　また、自動速度制御モードの選択時には、第３走行経路が適用される。自動速度制御モードは、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、設定車速入力部３７によって設定された設定車速が目標速度となる。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。このため、第３走行経路が適用されるが、運転者の操作（ステアリングホイール、ブレーキ）によっては、必ずしも第３走行経路に従って車両１が走行しない場合がある。
　また、速度制限モードの選択時にも第３走行経路が適用される。速度制限モードも、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、目標速度は、制限速度以下の範囲で、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じて設定される。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。このため、自動速度制御モードと同様に、第３走行経路が適用されるが、運転者の操作（ステアリングホイール、ブレーキ、アクセル）によっては、必ずしも第３走行経路に従って車両１が走行しない場合がある。
　また、基本制御モード（オフモード）の選択時には、第３走行経路が適用される。基本制御モードは、基本的に、速度制限モードにおいて制限速度が設定されない状態と同様である。
　次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、本実施形態による車両制御システム１００において、走行状況の変化に応じて実行される走行経路の補正処理（第１走行経路補正処理）について説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、走行規制情報（赤信号）に基づく第１走行経路補正処理の説明図である。なお、運転者が選択した運転支援モードに応じて適用された１つの目標走行経路（第１走行経路～第３走行経路）が第１走行経路補正処理によって補正される。第１走行経路補正処理は、走行状況の変化、具体的には、交通信号や道路標識（「一時停止」）等の交通法規上の走行規制の検知や、運転者の意思による車線変更要求の検知に基づいて実行される。
　図６Ａ及び図６Ｂにおいて、車両１は、走行路（車線）７上を一定速度（例えば、６０ｋｍ／ｈ）で走行しており、選択された運転支援モードに応じて目標走行経路Ｒが計算されているものとする。図６Ａ及び図６Ｂでは、車両１の前方に交通信号Ｌが存在するが、目標走行経路Ｒの計算においては、上述のように交通信号Ｌは考慮されていない。
　図６Ａにおいて、計算された目標走行経路Ｒは走行路７に沿って直線上に延びている。目標走行経路Ｒ上の各目標位置Ｐｋでは、例えば、目標速度Ｖｋが６０ｋｍ／ｈに設定されている。ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ（必要であれば、ミリ波レーダ２２の測定データ等）に基づいて、交通信号Ｌの存在を検出する。この場合、ＥＣＵ１０は、画像データに基づいて交通信号Ｌが青信号であることを検出するため、走行経路Ｒの補正処理を行わない。
　一方、図６Ｂにおいて、計算された目標走行経路Ｒは、図６Ａと同様に計算される。しかし、ＥＣＵ１０は、交通信号Ｌが黄信号（又は赤信号）であることを検出する。また、同時に、ＥＣＵ１０は、交通信号Ｌ付近に停止線８を検出する。この場合、ＥＣＵ１０は、交通信号Ｌを順守するために車両１を停止線８で停止させるように、目標走行経路Ｒを補正して、補正後の目標走行経路Ｒｃを計算する。目標走行経路Ｒｃは、現在位置から停止線８まで延びるように設定される。そして、ＥＣＵ１０は、各目標位置Ｐｋにおける目標速度Ｖｋを、現在の車速（６０ｋｍ／ｈ）から停止線８での停止状態（０ｋｍ／ｈ）まで所定の減速度で低減するように計算する。
　このように、本実施形態では、走行規制情報を取得して、適用された目標走行経路を適宜に補正するので、第１走行経路～第３走行経路を計算する時点で走行規制情報を考慮しなくて済むため、全体として目標走行経路の計算負荷を低減することができる。
　なお、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、走行規制が交通信号である場合の第１走行経路補正処理について説明したが、走行規制が道路標識（「一時停止」等）である場合も同様である。一時停止の交通標識を地図情報から取得可能な場合は、この交通標識に伴う停止線で車両１を一時停止させるように、予め走行経路の計算に含めてもおいてもよい。しかしながら、一時停止の交通標識を地図情報から取得できない場合、ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データから交通標識を検出したときに、目標走行経路の補正処理を実行する。
　また、運転者が車線変更のため方向指示器レバーを操作した場合においても第１走行経路補正処理が実行される。この場合、ＥＣＵ１０は、方向指示器センサ（図示せず）からのスイッチ情報（車線変更要求情報）に基づいて、運転者が隣車線に車線を変更しようとしていることを検知する。方向指示器レバーが操作されると、方向指示器センサからのスイッチ情報をトリガーとして、ＥＣＵ１０は、目標走行経路を補正して、現在位置から隣車線へ車両１が横方向移動するように、補正後の目標走行経路を計算する。
　次に、図７及び図８を参照して、本実施形態による車両制御システム１００において実行される障害物回避制御及びこれに伴う走行経路の補正処理（第２走行経路補正処理）について説明する。図７は障害物回避制御の説明図、図８は障害物回避制御における障害物と車両との間の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７では、車両１は走行路（車線）７上を走行しており、走行路７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障害物（例えば、先行車、駐車車両、歩行者等）とすれ違うとき（又は追い抜くとき）、車両１の運転者は、進行方向に対して直交する横方向において、車両１と障害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、車両１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、障害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、障害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、車両１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、障害物と車両１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１を運転している。
　そこで、本実施形態では、図７に示すように、車両１は、車両１から検知される障害物（例えば、駐車車両３）に対して、障害物の周囲に（横方向領域、後方領域、及び前方領域にわたって）又は少なくとも障害物と車両１との間に、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、障害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。本実施形態では、すべての運転支援モードにおいて、障害物に対する車両１の相対速度が速度分布領域４０内の許容上限値Ｖlimを超えることを防止するための障害物回避制御が実施される。
　図７から分かるように、速度分布領域４０は、障害物からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど（障害物に近づくほど）、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７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、必ずしも障害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が存在する障害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７では、車両１が走行しない領域（走行路７の外部）にも速度分布領域４０が示されているが、走行路７上のみに速度分布領域４０を設定してもよい。更に、図７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８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、障害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以下では車両１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８の例では、障害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、障害物の種類等に依存して設定される。また、Ｄ0も障害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８を参照して、障害物の横方向の許容上限値Ｖlimについて説明したが、障害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、障害物からの方向に応じて設定することができる。
　なお、速度分布領域４０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と障害物の相対速度、障害物の種類、車両１の進行方向、障害物の移動方向及び移動速度、障害物の長さ、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、障害物は、車両，歩行者，自転車，崖，溝，穴，落下物等を含む。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。
　また、図７では、１つの障害物が存在する場合の速度分布領域が示されているが、複数の障害物が近接して存在している場合には、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７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。
　図７に示すように、車両１が走行路７上を走行しているとき、車両１のＥＣＵ１０は、車載カメラ２１から画像データに基づいて障害物（車両３）を検出する。このとき、障害物の種類（この場合は、車両、歩行者）が特定される。
　また、ＥＣＵ１０は、ミリ波レーダ２２の測定データ及び車速センサ２３の車速データに基づいて、車両１に対する障害物（車両３）の位置及び相対速度並びに絶対速度を算出する。なお、障害物の位置は、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。
　ＥＣＵ１０は、検知したすべての障害物（図７の場合、車両３）について、それぞれ速度分布領域４０を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、車両１の速度が速度分布領域４０の許容上限値Ｖlimを超えないように障害物回避制御を行う。このため、ＥＣＵ１０は、障害物回避制御に伴い、運転者の選択した運転支援モードに応じて適用された目標走行経路を補正する。
　即ち、目標走行経路を車両１が走行すると、ある目標位置において目標速度が速度分布領域４０によって規定された許容上限値を超えてしまう場合には、目標位置を変更することなく目標速度を低下させるか（図７の経路Ｒｃ１）、目標速度を変更することなく目標速度が許容上限値を超えないように迂回経路上に目標位置を変更するか（図７の経路Ｒｃ３）、目標位置及び目標速度の両方が変更される（図７の経路Ｒｃ２）。
　例えば、図７は、計算されていた目標走行経路Ｒが、走行路７の幅方向の中央位置（目標位置）を６０ｋｍ／ｈ（目標速度）で走行する経路であった場合を示している。この場合、前方に駐車車両３が障害物として存在するが、上述のように、目標走行経路Ｒの計算段階においては、計算負荷の低減のため、この障害物は考慮されていない。
　目標走行経路Ｒを走行すると、車両１は、速度分布領域４０の等相対速度線ｄ，ｃ，ｂ，ｂ，ｃ，ｄを順に横切ることになる。即ち、６０ｋｍ／ｈで走行する車両１が等相対速度線ｄ（許容上限値Ｖlim＝６０ｋｍ／ｈ）の内側の領域に進入することになる。したがって、ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒの各目標位置における目標速度を許容上限値Ｖlim以下に制限するように目標走行経路Ｒを補正して、補正後の目標走行経路Ｒｃ１を生成する。即ち、補正後の目標走行経路Ｒｃ１では、各目標位置において目標車速が許容上限値Ｖlim以下となるように、車両３に接近するに連れて目標速度が徐々に２０ｋｍ／ｈ未満に低下し、その後、車両３から遠ざかるに連れて目標速度が元の６０ｋｍ／ｈまで徐々に増加される。
　また、目標走行経路Ｒｃ３は、目標走行経路Ｒの目標速度（６０ｋｍ／ｈ）を変更せず、このため等相対速度線ｄ（相対速度６０ｋｍ／ｈに相当）の外側を走行するように設定された経路である。ＥＣＵ１０は、目標走行経路Ｒの目標速度を維持するため、目標位置が等相対速度線ｄ上又はその外側に位置するように目標位置を変更するように目標走行経路Ｒを補正して、目標走行経路Ｒｃ３を生成する。したがって、目標走行経路Ｒｃ３の目標速度は、目標走行経路Ｒの目標速度であった６０ｋｍ／ｈに維持される。
　また、目標走行経路Ｒｃ２は、目標走行経路Ｒの目標位置及び目標速度の両方が変更された経路である。目標走行経路Ｒｃ２では、目標速度は、６０ｋｍ／ｈには維持されず、車両３に接近するに連れて徐々に４０ｋｍ／ｈまで低下し、その後、車両３から遠ざかるに連れて元の６０ｋｍ／ｈまで徐々に増加される。目標走行経路Ｒｃ２は、その目標位置及び目標速度が所定の条件を満たすように生成することができる。所定の条件とは、例えば、車両１の縦加減速度，横加速度がそれぞれ所定値以下であることや、走行路７から隣の車線への逸脱がないこと等である。
　目標走行経路Ｒｃ１のように、目標走行経路Ｒの目標位置を変更せず、目標速度のみを変更する補正は、速度制御を伴うが、ステアリング制御を伴わない運転支援モードに適用することができる（例えば、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード）。
　また、目標走行経路Ｒｃ３のように、目標走行経路Ｒの目標速度を変更せず、目標位置のみを変更する補正は、ステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる（例えば、先行車追従モード）。
　また、目標走行経路Ｒｃ２のように、目標走行経路Ｒの目標位置及び目標速度を共に変更する補正は、速度制御及びステアリング制御を伴う運転支援モードに適用することができる（例えば、先行車追従モード）。
　しかしながら、選択された運転支援モードにかかわらず、ＥＣＵ１０が、運転者の回避制御に対する好みに応じて（例えば、速度優先、直進優先を運転者が選択）、目標走行経路Ｒを目標走行経路Ｒｃ１～Ｒｃ３のうちの任意の経路に補正するように構成してもよい。
　また、先行車追従モード，自動速度制御モード，速度制限モード，又は基本制御モードにおいて車両１が同一車線を走行中の先行車に追いついた場合にも、障害物回避制御が適用される。即ち、車両１が先行車に接近するにつれて、速度分布領域４０の許容上限値Ｖlimに従って相対速度が小さくなるように車両１の車速が制限される。そして、車両１は、車両１と先行車の間の相対速度がゼロとなる等相対速度線ａの位置での車間距離を維持しつつ先行車に追従する。
　次に、図９及び図１０を参照して、本実施形態の車両制御システム１００における運転支援制御の処理フローを説明する。図９は運転支援制御の処理フローであり、図１０は走行経路選択処理の処理フローである。
　ＥＣＵ１０は、図９の処理フローを所定時間（例えば、０．１秒）ごとに繰り返して実行している。まず、ＥＣＵ１０（情報取得部１０ａ）は、情報取得処理を実行する（Ｓ１１）。情報取得処理において、ＥＣＵ１０は、測位システム２９及びナビゲーションシステム３０から、現在車両位置情報及び地図情報を取得し（Ｓ１１ａ）、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車速センサ２３，加速度センサ２４，ヨーレートセンサ２５，運転者操作部３５等からセンサ情報を取得し（Ｓ１１ｂ）、操舵角センサ２６，アクセルセンサ２７，ブレーキセンサ２８，方向指示器センサ等からスイッチ情報を取得する（Ｓ１１ｃ）。
　次に、情報検出部としてのＥＣＵ１０は、情報取得処理（Ｓ１１）において取得した各種の情報を用いて所定の情報検出処理を実行する（Ｓ１２）。情報検出処理において、ＥＣＵ１０は、現在車両位置情報及び地図情報並びにセンサ情報から、車両１の周囲及び前方エリアにおける走行路形状に関する走行路情報（直線区間及びカーブ区間の有無，各区間長さ，カーブ区間の曲率半径，車線幅，車線両端部位置，車線数，交差点の有無，カーブ曲率で規定される制限速度等）、走行規制情報（制限速度、赤信号等）、障害物情報（先行車や障害物の有無，位置，速度等）、先行車軌跡情報（先行車の位置及び速度）を検出する（Ｓ１２ａ）。障害物情報検出部１０ｂは障害物情報を検出し、走行規制情報検出部１０ｃは走行規制情報を検出する。
　また、ＥＣＵ１０は、スイッチ情報から、運転者による車両操作に関する車両操作情報（操舵角，アクセルペダル踏み込み量，ブレーキペダル踏み込み量等）を検出し（Ｓ１２ｂ）、更に、スイッチ情報及びセンサ情報から、車両１の挙動に関する走行挙動情報（車速、加減速度、横加速度、ヨーレート等）を検出する（Ｓ１２ｃ）。
　次に、ＥＣＵ１０（走行経路算出部１０ｄ）は、計算により得られた情報に基づいて、走行経路計算処理を実行する（Ｓ１３）。走行経路計算処理では、上述のように、第１走行経路の計算処理（Ｓ１３ａ）、第２走行経路の計算処理（Ｓ１３ｂ）、第１走行経路の計算処理（Ｓ１３ｃ）がそれぞれ実行される。
　第１走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、設定車速，車線両端部，車線幅，制限速度，車速，加減速度，ヨーレート，操舵角，横加速度等に基づいて、直線区間では車線中央付近を走行するように、カーブ区間では旋回半径が大きくなるようにカーブのイン側を走行するように、且つ、設定車速，交通標識による制限車速，及びカーブ曲率により規定される制限車速のうち最も低速な速度を上限速度とするように、所定期間分（例えば、２～４秒）の走行経路Ｒ１（目標位置Ｐ１_ｋ及び目標速度Ｖ１_ｋ）を計算する。
　また、第２走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、センサ情報等から取得した先行車の先行車軌跡情報（位置及び速度）から、先行車と車両１との間に所定の車間距離を維持しつつ、車間距離を走行する時間分だけ遅れて先行車の挙動（位置及び速度）に追従するように、所定期間分の走行経路Ｒ２を計算する。
　また、第３走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、車両操作情報，走行挙動情報等に基づいて、現在の車両１の挙動から推定される所定期間分の走行経路Ｒ３を計算する。
　次に、ＥＣＵ１０（走行経路算出部１０ｄ）は、計算した３つの走行経路から１つの目標走行経路を選択する走行経路選択処理を実行する（Ｓ１４）。この処理では、ＥＣＵ１０は、上述のように、運転者がモード選択スイッチ３６により選択している運転支援モードに加えて、車線両端部の検出の可否、先行車の有無に基づいて、１つの目標走行経路を選択する（図５参照）。
　更に、ＥＣＵ１０（走行経路算出部１０ｄ）は、選択した目標走行経路の補正処理を実行する（Ｓ１５）。この走行経路補正処理は、第１走行経路補正処理（Ｓ１５ａ）と第２走行経路補正処理（Ｓ１５ｂ）が含まれ、必要に応じてこれらが適宜に実行される。
　第１走行経路補正処理では、ＥＣＵ１０は、走行規制情報（例えば、図６Ｂに示した「赤信号」）に基づいて、目標走行経路を補正する。第１走行経路補正処理では、原則的に速度制御により車両１を停止線で停止させるように走行経路が補正される。
　また、第２走行経路補正処理では、ＥＣＵ１０は、障害物情報（例えば、図７に示した駐車車両３）に基づいて、目標走行経路を更に補正する。第２走行経路補正処理では、原則的に選択されている運転支援モードに応じて、速度制御及び／又はステアリング制御により、車両１に障害物を回避させる、又は先行車を追従させるように、走行経路が補正される。
　なお、走行経路補正処理（Ｓ１５）では、第１補正処理（Ｓ１５ａ）を行った後に、第２補正処理（Ｓ１５ｂ）を行うことが好ましい。例えば、図６Ｂの交通信号Ｌ（赤信号）の前方に障害物（例えば、駐車車両）が存在する場合について説明する。この場合、第１補正処理後に第２補正処理（ステアリング制御を伴う場合）が実行されると、車両１が交通信号Ｌを通過した後に障害物を回避するように目標走行経路が補正される。これに対して、第２補正処理後に第１補正処理が実行されると、赤信号の停止位置で既に障害物を避けるべく目標位置が横方向にずれるように目標走行経路が補正され得る。よって、この場合には、車両１は赤信号の停止位置で車線中央から横に逸れた位置に停止することになる。
　また、運転者が方向指示器レバーを操作したが、車線変更後の車線に障害物が存在する場合について説明する。この場合、第１補正処理後に第２補正処理（ステアリング制御を伴う場合）が実行されれば、車両１が車線変更しつつ障害物を回避するように目標走行経路が補正される。これに対して、第２補正処理後に第１補正処理が実行されると、障害物を追い越してから車線変更するように目標走行経路が補正されるおそれがある。よって、この場合には、車両１が障害物を追い越すまで車線変更されないため、運転者の意図が即座に車両挙動に反映されないことになる。
　このように、走行経路補正処理（Ｓ１５）において、第１補正処理（Ｓ１５ａ）の後に第２補正処理（Ｓ１５ｂ）を実行することにより、より自然で且つより運転意図に沿うように目標走行経路を補正することが可能である。
　次に、ＥＣＵ１０（システム制御部１０ｅ）は、選択されている運転支援モードに応じて、車両１が最終的に算出された走行経路上を走行するように、該当する制御システム（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）へ要求信号を出力する（Ｓ１６）。
　次に、図１０を参照して、図９の走行経路選択処理（Ｓ１４）の詳細な処理フローを説明する。
　まず、ＥＣＵ１０は、モード選択スイッチ３６から受け取っている運転支援モード選択信号に基づいて、運転者が先行車追従モードを選択しているか否かを判定する（Ｓ２１）。先行車追従モードが選択されていない場合（Ｓ２１；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、第３走行経路を目標走行経路として選択する。
　一方、先行車追従モードが選択されている場合（Ｓ２１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、センサ情報等に基づいて、車線両端部位置が検出されているか否かを判定する（Ｓ２２）。車線両端部位置が検出されている場合（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、先行車が検出されても、先行車が検出されなくても（先行車の検出結果にかかわらず）、ＥＣＵ１０は、運転支援モードとして先行車追従モードを維持すると共に（Ｓ２４）、第１走行経路を目標走行経路として選択する（Ｓ２５）。この場合の目標速度は、設定車速に設定される。
　また、この場合、目標位置は、直線区間では車線の中央付近に設定され、カーブ区間では車線のイン側を走行するように設定される。したがって、車両１が追従する先行車が車線の区画線（白線等）からはみ出たり、車線内でふらついたりしても、車両１が車線の中央付近を走行するように第１走行経路が設定されるので、運転者の運転要求をより満足させると共に、より安全性を確保することが可能となる。
　また、車線両端部位置が検出されていない場合（Ｓ２２；Ｎｏ）にも、ＥＣＵ１０は、センサ情報等に基づいて、先行車が検出されているか否かを判定する（Ｓ２８）。
　車線両端部位置は検出されていないが、先行車が検出されている場合（Ｓ２８；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、運転支援モードとして先行車追従モードを維持すると共に（Ｓ２９）、第２走行経路を目標走行経路として選択する（Ｓ３０）。この場合の目標速度及び目標位置は、先行車の走行軌跡を追従するように設定される。
　また、車線両端部位置及び先行車が共に検出されていない場合（Ｓ２８；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、運転支援モードとして先行車追従モードを維持すると共に（Ｓ３１）、第３走行経路を目標走行経路として選択する（Ｓ３２）。この場合の目標速度及び目標位置は、車両１の現在の走行挙動に基づいて設定される。
　なお、本実施形態では、先行車追従モードの選択時には、第１走行経路，第２走行経路，及び第３走行経路の中から１つが選択されるように構成されているが、これに限らず、第１走行経路，及び第２走行経路の中から１つが選択されるように構成してもよい。
　次に、本実施形態の車両制御システムの作用について説明する。
　本実施形態は、運転支援モードを備えた車両制御装置（ＥＣＵ）１０であって、車両１が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物に関する障害物情報を検出する障害物情報検出部１０ｂと、走行路上の信号Ｌ及び標識を含む走行規制を指示する走行規制情報を検出する走行規制情報検出部１０ｃと、車両１の目標位置Ｐ_ｋ及び目標速度Ｖ_ｋを含む将来の走行経路を算出する走行経路算出部１０ｄと、を備え、走行経路算出部１０ｄは、障害物情報考慮せずに、複数の走行経路を時間的に繰返し計算する走行経路計算処理（図９のＳ１３）を実行し、選択されている運転支援モードに基づいて、複数の走行経路から１つの走行経路を目標走行経路として選択する走行経路選択処理（図９のＳ１４、図１０）を実行し、障害物情報及び／又は走行規制情報に基づいて、走行経路選択処理で選択した目標走行経路を補正する第１及び第２走行経路補正処理（Ｓ１５ａ，Ｓ１５ｂ）を実行することを特徴とする。
　これにより本実施形態では、常時は存在しない障害物を考慮せずに、複数の走行経路の各々を計算するので、各走行経路の計算負荷を軽減することができる。また、本実施形態では、障害物（例えば、図７の駐車車両３）が検出されれば、その障害物情報に基づいて、又、信号Ｌや標識を含む走行規制が検出されれば、その走行規制情報に基づいて、複数の走行経路から選択された１つの走行経路（目標走行経路Ｒ）を補正する。このため、障害物を回避するための計算、及び、走行規制を順守するための計算は、選択された目標走行経路Ｒのみについて行えばよいので、全体として計算負荷の増大を抑制することが可能となる。これにより、本実施形態では、過大な計算負荷を回避しつつ、運転支援モードの切替え操作に応じて、即座に切替え後の運転支援モードに応じた走行経路に移行することができる。
　また、本実施形態では、走行経路算出部１０ｄは、第２走行経路補正処理において、障害物情報に基づいて、障害物を回避するように、目標走行経路Ｒを補正する。
　また、本実施形態では、走行経路算出部１０ｄは、第２走行経路補正処理において、少なくとも障害物から車両１に向けて、障害物に対する車両１の相対速度の許容上限値Ｖlimの分布を規定する速度分布領域４０（図７参照）を設定し、速度分布領域４０内において障害物に対する車両１の相対速度が許容上限値Ｖlimを超えることを抑制するように、目標走行経路Ｒを補正する。これにより本実施形態では、検出された障害物に設定された速度分布領域４０によって規定される車両１の相対速度の許容上限値Ｖlimを超えないように目標走行経路Ｒが補正されるので、補正された目標走行経路Ｒｃ１～Ｒｃ３により、障害物に対して適切な速度及び／又は距離を維持しながら障害物を回避することができる。
　また、本実施形態では、走行経路計算処理（Ｓ１３）において、複数の走行経路は、走行路に関する走行路情報（Ｓ１３ａ），先行車の走行軌跡に関する先行車軌跡情報（Ｓ１３ｂ），及び，走行路上での車両の現在の走行挙動情報（Ｓ１３ｃ）のうちの１つ又はそれ以上を用いて計算される。これにより本実施形態では、車両１のセンサ等を利用して走行路情報，先行車軌跡情報，走行挙動情報を取得し、これら情報から第１走行経路Ｒ１，第２走行経路Ｒ２，第３走行経路Ｒ３を計算することが可能である。そして、本実施形態では、これら複数の走行経路から選択した１つの走行経路に対して、いずれの走行経路にも共通するはずであった障害物回避のための補正（Ｓ１５ｂ）を実行することができる。
　また、本実施形態において、具体的には、走行経路計算処理（Ｓ１３）において計算される複数の走行経路は、少なくとも走行路に関する走行路情報に基づいて、走行路内を走行するように設定される第１走行経路Ｒ１と、先行車の走行軌跡に関する先行車軌跡情報に基づいて、先行車の軌跡を追従するように設定される第２走行経路Ｒ２と、を少なくとも含む。
　また、本実施形態では、乗員が運転支援モードを選択するための運転者操作部３５を備える。これにより本実施形態では、乗員が運転者操作部３５を操作することによって、乗員の運転支援要求に応じて所望の運転支援モードを適宜に選択することができる。
　　１　　車両
　　３　　車両
　　５　　道路
　　５ａ，５ｃ　直線区間
　　５ｂ　　　　カーブ区間
　　５L，５R　　車線
　　６L，６R　　車線両端部
　　７　　走行路
　　８　　停止線
　４０　　速度分布領域
　　ａ，ｂ，ｃ，ｄ　等相対速度線
　　Ｖlim　許容上限値
１００　　車両制御システム
　　Ｄ　　幅寸法
　　Ｄ0　　安全距離
　　Ｌ　　交通信号
　　Ｌ　　曲率半径
　　Ｒ　　目標走行経路
　　Ｒ１　第１走行経路
　　Ｒ２　第２走行経路
　　Ｒ３　第３走行経路
　　Ｒｃ，Ｒｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３　補正後の目標走行経路
　　Ｐ_ｋ（Ｐ１_ｋ，Ｐ２_ｋ，Ｐ３_ｋ）　目標位置
　　Ｖ_ｋ（Ｖ１_ｋ，Ｖ２_ｋ，Ｖ３_ｋ）　目標速度
　　Ｓ　　速度標識
　　Ｗ　　車線幅
　　Ｗｓ　変位量
　　Ｘ　　クリアランス

Claims (6)

  1. 　運転支援モードを備えた車両制御装置であって、
    　車両が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物に関する障害物情報を検出する障害物情報検出部と、
    　走行路上の信号及び標識を含む走行規制を指示する走行規制情報を検出する走行規制情報検出部と、
    　前記車両の目標位置及び目標速度を含む将来の走行経路を算出する走行経路算出部と、を備え、
    　前記走行経路算出部は、
    　　前記障害物情報を考慮せずに、複数の走行経路を時間的に繰返し計算する走行経路計算処理を実行し、
    　　選択されている運転支援モードに基づいて、前記複数の走行経路から１つの走行経路を目標走行経路として選択する走行経路選択処理を実行し、
    　　前記障害物情報及び／又は前記走行規制情報に基づいて、前記走行経路選択処理で選択した前記目標走行経路を補正する走行経路補正処理を実行する、車両制御装置。
  2. 　前記走行経路算出部は、前記走行経路補正処理において、前記障害物情報に基づいて、前記障害物を回避するように、前記目標走行経路を補正する、請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記走行経路算出部は、前記走行経路補正処理において、少なくとも前記障害物から前記車両に向けて、前記障害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、前記速度分布領域内において前記障害物に対する前記車両の相対速度が前記許容上限値を超えることを抑制するように、前記目標走行経路を補正する、請求項１又は２に記載の車両制御装置。
  4. 　前記走行経路計算処理において、前記複数の走行経路は、走行路に関する走行路情報，先行車の走行軌跡に関する先行車軌跡情報，及び，走行路上での前記車両の現在の走行挙動情報のうちの１つ又はそれ以上を用いて計算される、請求項１～３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  5. 　前記走行経路計算処理において計算される前記複数の走行経路は、
    　少なくとも走行路に関する走行路情報に基づいて、走行路内を走行するように設定される第１走行経路と、
    　先行車の走行軌跡に関する先行車軌跡情報に基づいて、先行車の軌跡を追従するように設定される第２走行経路と、を少なくとも含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
  6. 　乗員が前記運転支援モードを選択するための運転者操作部を備える、請求項１～５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
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