WO2018173479A1 - 先行車判定装置及び車両制御システム - Google Patents

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WO2018173479A1
WO2018173479A1 PCT/JP2018/002561 JP2018002561W WO2018173479A1 WO 2018173479 A1 WO2018173479 A1 WO 2018173479A1 JP 2018002561 W JP2018002561 W JP 2018002561W WO 2018173479 A1 WO2018173479 A1 WO 2018173479A1
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preceding vehicle
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lane
host vehicle
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PCT/JP2018/002561
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English (en)
French (fr)
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康充 佐々木
宏幸 石坂
Original Assignee
日野自動車株式会社
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Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a preceding vehicle determination device and a vehicle control system.
  • a curvature radius of a road on which the vehicle is traveling is determined from the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor and the yaw rate detected by the yaw rate sensor. It is determined whether or not there is a preceding vehicle ahead of the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
  • the value of the yaw rate sensor may fluctuate due to increased vibration of the vehicle.
  • the radius of curvature also changes, the position of the preceding vehicle on the curve traveling path cannot be properly grasped, and it may not be possible to correctly determine whether the preceding vehicle exists in the own lane on which the own vehicle is traveling. There is.
  • One aspect of the present invention provides a preceding vehicle determination device and a vehicle control system that can suppress the influence of a measurement error of a yaw rate sensor due to vehicle vibration and determine the probability that a preceding vehicle exists in the own lane. With the goal.
  • a preceding vehicle determination device includes a vehicle speed sensor that detects a speed of a host vehicle, a preceding vehicle detection sensor that detects a position of a preceding vehicle existing in front of the host vehicle, and a steering angle of the host vehicle.
  • a low speed determination unit that determines whether or not the vehicle speed of the host vehicle detected by the vehicle speed sensor is equal to or less than a determination threshold, and when the vehicle speed is equal to or less than a determination threshold, Based on the curvature radius R, the curvature radius estimator for estimating the curvature radius R of the traveling path of the host vehicle and the position of the preceding vehicle in the first coordinate system based on the curve corresponding to the curvature radius R
  • the own lane for calculating the probability that the preceding vehicle exists in the own lane based on the position of the preceding vehicle in the second coordinate system and the coordinate conversion unit that converts the position in the second coordinate system based on the straight line along the straight direction Probability calculator Equipped with a.
  • the preceding vehicle determination device includes a low speed determination unit, and when the vehicle speed of the host vehicle is equal to or less than the determination threshold, the curvature radius R of the traveling path of the host vehicle is estimated based on the steering angle.
  • the radius of curvature R can be estimated.
  • the influence of the error can be suppressed even if the curvature radius R of the travel path of the host vehicle is estimated based on the steering angle. Since the position of the preceding vehicle is converted to the position of the second coordinate system based on the straight line along the straight direction of the host vehicle, the calculation load can be greatly reduced compared to the case where the entire coordinate system is converted. . Accordingly, it is possible to accurately grasp the position of the preceding vehicle with respect to the own vehicle and determine the probability that the preceding vehicle exists in the own lane.
  • the preceding vehicle detection sensor detects a first distance L Y from the own vehicle to the preceding vehicle in the straight traveling direction of the own vehicle and a second distance L X from the own vehicle to the preceding vehicle in the vehicle width direction orthogonal to the straight traveling direction. can do.
  • the coordinate conversion unit can calculate a distance m between a curve passing through the center of the vehicle in the vehicle width direction and corresponding to the curvature radius R and the preceding vehicle.
  • the own lane probability calculating unit may calculate the probability that the preceding vehicle exists in the own lane based on the distance m. This makes it possible on the basis of the second distance L X from the vehicle to the preceding vehicle in the vehicle width direction, to reduce the computational load, the preceding vehicle to calculate the probability that exists in the own lane.
  • the coordinate conversion unit may calculate the distance m using the following formula (1). Thereby, the calculation load can be reduced and the probability that the preceding vehicle exists in the own lane can be calculated.
  • a vehicle control system includes a preceding vehicle determination device.
  • the vehicle control system includes a preceding vehicle presence / absence determining unit that determines whether or not the preceding vehicle exists in the own lane according to the probability that the preceding vehicle exists in the own lane, and when the preceding vehicle exists in the own lane, A vehicle control unit that controls a distance between the preceding vehicle and the host vehicle.
  • the host vehicle may be equipped with an engine retarder.
  • the vehicle control unit may control the inter-vehicle distance by controlling the engine retarder to decelerate the host vehicle. Thereby, consumption of a brake shoe can be suppressed.
  • a preceding vehicle determination device and a vehicle control system that can accurately determine the presence or absence of a preceding vehicle while suppressing the influence of measurement error of a yaw rate sensor due to vehicle vibration. it can.
  • FIG. 1 is a side view showing a large vehicle on which a vehicle control system according to an embodiment is mounted and a preceding vehicle existing in front of the large vehicle.
  • FIG. 2 is a plan view showing a preceding vehicle existing ahead of the host vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the vehicle control system.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the cruise ECU in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the steering angle of the host vehicle traveling on a curved road and the curvature radius of the curved road.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the position of a preceding vehicle on a curve travel path on which the host vehicle travels.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing the position of a preceding vehicle that travels on a curve travel path.
  • FIG. 7B is a schematic diagram showing the position of the preceding vehicle after conversion into a coordinate system with a straight line extending in the straight traveling direction Y as a reference.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are diagrams showing maps showing the own lane probabilities.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure in the vehicle control system.
  • the vehicle control system (preceding vehicle determination device) 1 is mounted on the host vehicle 2 and has a function of supporting driving of the host vehicle 2 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • a function performed by the vehicle control system 1 for example, there is an ACC (Adaptive Cruise Control).
  • ACC Adaptive Cruise Control
  • a constant speed traveling function for maintaining the vehicle speed of the own vehicle 2 hereinafter referred to as “own vehicle speed”
  • an inter-vehicle distance control function for controlling the inter-vehicle distance D from the preceding vehicle 3 can be executed.
  • the host vehicle 2 is a large vehicle such as a truck, for example.
  • the host vehicle 2 may be a bus or any other large vehicle, medium-sized vehicle, ordinary passenger vehicle, small vehicle, light vehicle, or the like.
  • the own vehicle 2 has an in-vehicle network.
  • a plurality of ECUs (Electronic Control Units) 21 to 25 for controlling various functions of the host vehicle 2 are connected to the in-vehicle network via a communication line 4.
  • data communication is possible between the plurality of ECUs 21 to 25.
  • the vehicle control system 1 includes various sensors. Examples of the various sensors include a vehicle speed sensor 11, a radar sensor 12, a yaw rate sensor 13, a steering angle sensor 14, an image sensor 15, a G / gradient sensor 16, and the like. These various sensors are connected to the plurality of ECUs 21 to 25 via the communication line 4. Data acquired by various sensors is transmitted to a plurality of ECUs 21 to 25.
  • the vehicle speed sensor 11 detects the vehicle speed.
  • the vehicle speed sensor 11 is attached to the wheel 6 of the host vehicle 2 and detects the rotational angular velocity of the wheel.
  • the radar sensor 12 can use, for example, millimeter wave radar or laser radar.
  • the radar sensor 12 transmits a radar wave such as a millimeter wave.
  • the radar sensor 12 calculates the distance to the object based on the time until the transmitted radar wave is reflected by the object.
  • the radar sensor 12 detects the azimuth of the object with respect to the host vehicle based on the reception direction of the reflected wave. Thereby, the position (x, y) of the preceding vehicle 3 ahead of the host vehicle 2 can be calculated.
  • the yaw rate sensor 13 is attached so as to be parallel to the vertical axis of the host vehicle 2 and detects a rotational angular velocity (yaw rate) around the vertical axis of the host vehicle 2.
  • Steering angle sensor 14 is attached to the handle, and detects the steering by the driver, detects the theta S (rotation angle of the steering wheel) steering angle.
  • the image sensor 15 is attached to the upper front side of the host vehicle 2 and acquires an image in front of the host vehicle 2.
  • the G / gradient sensor 16 is mounted horizontally near the position of the center of gravity of the host vehicle 2, and detects the acceleration in the front-rear direction and the acceleration in the left-right direction of the center of gravity of the host vehicle 2.
  • the vehicle control system 1 includes a plurality of ECUs 21 to 25.
  • Examples of the plurality of ECUs 21 to 25 include an engine ECU 21, a transmission ECU 22, an EBS (Electric Brake System) / ABS (Antilock Brake System) ECU 23, a vehicle control ECU (vehicle control unit) 24, a cruise ECU 25, and the like.
  • the ECU is composed of a computer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).
  • the engine ECU 21 is a control unit that controls the engine of the host vehicle 2 and controls, for example, engine ignition timing, fuel injection amount, valve opening and closing, and the like.
  • the engine ECU 21 detects various data (for example, engine speed, engine water temperature, etc.) for detecting the state of the engine and transmits data indicating the state of the engine.
  • the transmission ECU 22 is a control unit that controls the automatic transmission (AMT: Automated Manual Transmission) of the host vehicle 2, and controls, for example, switching of gears of the automatic transmission.
  • the transmission ECU 22 detects the state of the automatic transmission and transmits data indicating the state of the automatic transmission.
  • the EBS / ABS ECU 23 is a control unit that controls the brake, and controls the operation timing of the brake, the magnitude of the braking force, and the like.
  • the EBS / ABS ECU 23 detects the operating state of the brake and transmits data indicating the operating state of the brake.
  • the vehicle control ECU 24 is a control unit that controls the entire vehicle.
  • the vehicle control ECU 24 controls a plurality of ECUs to perform control related to driving support.
  • the vehicle control ECU 24 receives data related to the state of the vehicle from the plurality of ECUs and transmits data related to the command signal to the plurality of ECUs.
  • the cruise ECU 25 is a control unit that controls the ACC.
  • the cruise ECU 25 controls the plurality of ECUs 21 to 25 to perform constant speed traveling control and inter-vehicle distance control.
  • the cruise ECU 25 includes a vehicle speed determination unit (low speed determination unit) 31, a curvature radius estimation unit 32, a coordinate conversion unit 33, an own lane probability calculation unit (preceding vehicle presence / absence determination unit) 34, and an inter-vehicle distance calculation. Part 35 and storage part 36.
  • the vehicle speed determination unit 31 determines whether the host vehicle speed of the host vehicle 2 detected by the vehicle speed sensor 11 is equal to or less than a determination threshold value.
  • the determination threshold is, for example, 40 km / h.
  • the radius of curvature estimation unit 32 when the vehicle 2 is traveling on a curved running path, if vehicle speed is less than determination threshold value, as shown in FIG. 5, on the basis of the tire angle theta T to be described later
  • the radius of curvature R of the traveling path of the host vehicle 2 is estimated. Details will be described later.
  • the curvature radius estimation unit 32 detects the yaw rate detected by the yaw rate sensor 13 and the host vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 11 when the host vehicle speed exceeds the determination threshold. Based on the above, the radius of curvature R of the curve travel path on which the host vehicle 2 travels is estimated.
  • the coordinate conversion unit 33 determines the position A of the preceding vehicle 3 in the first coordinate system based on the curve (estimated center line E) corresponding to the curve travel path as the straight traveling direction of the host vehicle 2. converting linearly L PC along the Y in position in the second coordinate system based. For example, the coordinate conversion unit 33 converts the positions A 1 , A 2 , A 3 , and A 4 of the preceding vehicle 3 in the first coordinate system shown in FIG. 7A to the second coordinates shown in FIG. 7B. Convert to positions C 1 and C 2 in the system.
  • the own lane probability calculating unit 34 calculates a probability (own lane probability) that a preceding vehicle (another vehicle) 3 existing in front of the own vehicle 2 exists in the own lane.
  • the own lane probability calculation unit 34 compares the position A of the preceding vehicle 3 with the own lane probability calculation maps M 1 and M 2 (see FIG. 8), and calculates the probability that the preceding vehicle 3 exists in the own lane 5. To do.
  • the own lane probability calculation unit 34 calculates the probability that the preceding vehicle 3 exists in the own lane 5 based on the distance m from the own vehicle 2 to the preceding vehicle 3 in the vehicle width direction X orthogonal to the straight traveling direction Y of the own vehicle 2. calculate.
  • the own lane probability calculation maps M 1 and M 2 shown in FIG. 8 include the own lane probability based on the distance m (see FIG. 6) from the own vehicle 2 to the preceding vehicle 3 in the vehicle width direction X.
  • a numerical value indicating is set. For example, when the preceding vehicle 3 exists in front of the host vehicle 2, the host lane probability is set to 100 [%]. In the vehicle width direction X, the lane probability decreases as 80 [%], 60 [%], and 0 [%] as the preceding vehicle 3 moves away from the own vehicle 2. Note that the own lane probability may be changed depending on whether an object such as the preceding vehicle 3 exists on the right side of the own vehicle 2 or whether the object exists on the left side of the own vehicle 2.
  • the own lane probability calculating unit 34 may change the own lane probability depending on whether or not the own vehicle 2 is traveling on a general road.
  • the own lane probability calculating unit 34 may change the own lane probability depending on whether or not the vehicle is traveling on an automobile-only road (for example, an expressway).
  • an automobile-only road for example, an expressway.
  • Lane probability calculation map M 1 shown in FIG. 8 (a) in which the vehicle 2 is applied when the vehicle is traveling on the expressway.
  • Lane probability calculation map M 2 shown in FIG. 8 (b) is intended to be applied when the vehicle 2 is traveling on a general road.
  • a general road there is a possibility that there are bicycles, pedestrians, etc.
  • the own lane probability is set low ( For example, 0 [%]).
  • the own lane probability is set to be relatively high (for example, 60 [ %]).
  • the inter-vehicle distance calculation unit 35 calculates the inter-vehicle distance D between the host vehicle 2 and the preceding vehicle 3.
  • the inter-vehicle distance calculation unit 35 calculates the inter-vehicle distance D (see FIG. 1) between the host vehicle 2 and the preceding vehicle 3 based on the position of the preceding vehicle 3 acquired by the radar sensor 12. The calculation of the inter-vehicle distance D when the host vehicle 2 is traveling on a curved road will be described later.
  • the storage unit 36 for example, the map M 1, M 2 for calculating lane probability is stored.
  • the storage unit 36 stores data necessary for estimating the radius of curvature R.
  • data necessary for estimating the curvature radius R for example, there is data relating to the wheel base L WB (see FIG. 5) of the host vehicle 2.
  • the cruise ECU 25 transmits a command signal to each of the ECUs 21 to 24 and controls the host vehicle 2 to maintain the inter-vehicle distance D between the preceding vehicle 3 and the host vehicle 2.
  • the cruise ECU 25 transmits a command signal to each of the ECUs 21 to 24 to control the own vehicle speed to be constant.
  • Cruise ECU 25 transmits a command signal to engine ECU 21 to control engine output.
  • the cruise ECU 25 transmits a command signal to the transmission ECU 22 to control the transmission.
  • the cruise ECU 25 controls the brake by controlling the EBS / ABS ECU 23.
  • the own vehicle 2 is equipped with an engine retarder.
  • the engine retarder opens the exhaust valve from the end of the intake stroke of the engine to the start of the compression stroke, and causes high-pressure exhaust in the exhaust pipe to flow back into the cylinder. Thereby, the compression pressure in the cylinder is increased, and the effect of the exhaust brake is increased.
  • the exhaust brake increases the effectiveness of the engine brake by increasing the exhaust resistance of the engine.
  • the cruise ECU 25 transmits a command signal to the vehicle control ECU 24.
  • the vehicle control ECU 24 operates the engine retarder based on the command signal to decelerate the host vehicle 2. Thereby, the use frequency of the brake of the own vehicle 2 is reduced, and consumption of the brake shoe is suppressed.
  • a midpoint PT shown in FIG. 5 is a tread midpoint that is a center point of the left and right front wheels (wheels 6).
  • the radius of curvature R is the distance from the center point O of the circle E 1 comprising an arc of the vehicle 2 is turned to the midpoint P T.
  • Tire angle theta T is a straight line along the straight direction Y of the vehicle 2 at the midpoint P T, is the angle formed between the tangent line L PT circle E 1.
  • the wheel base LWB of the host vehicle 2 is the distance between the front wheel axis and the rear wheel axis.
  • the radius of curvature R can be expressed by the following equation (2).
  • the tire angle ⁇ T can be expressed by the following equation (3).
  • the steering attenuation coefficient K is a value unique to the vehicle and can be measured.
  • the steering attenuation coefficient K is, for example, 1/20.
  • the tire angle ⁇ T can be expressed by the following formula (4) by substituting the formula (3) into the formula (2).
  • the vehicle with the second wheel base L WB and the steering angle theta S can be calculated R (turning radius of the circle E 1) of curvature of the circular arc radius of the vehicle 2 is traveling.
  • the distance m is a distance between the estimated center line E and the preceding vehicle 3 in a direction orthogonal to the estimated traveling direction of the preceding vehicle 3.
  • the estimated traveling direction includes, for example, a direction along the curve E or a direction along the straight line L QT .
  • the sign of L X when the preceding vehicle 3 is on the right side of the center of the host vehicle 2 in the vehicle width direction X is “positive”.
  • the sign of L X when the preceding vehicle 3 is on the left side of the center in the vehicle width direction X of the host vehicle 2 is “negative”.
  • R be the radius of curvature of the estimated curve travel path on which the host vehicle 2 travels. Note that the sign of the radius of curvature R when the travel path is a right curve is “positive”. The sign of the curvature radius R when the travel path is a left curve is “negative”.
  • the position of the preceding vehicle 3 is set as a point A, and the center point of a virtual circle having a radius of curvature R of the curve traveling path is set as a point O.
  • An intersection point between the straight line LOB and the straight line LAB is defined as a point B.
  • Linear L OB passes through the center point O, which is parallel to the straight line L OB in straight direction Y.
  • Linear L AB passes the position A of the preceding vehicle 3, a straight line L AB parallel to the vehicle width direction X.
  • the length of each side (OA, OB, AB) of the right triangle having the points O, A, and B as vertices can be expressed by the following equations (5) to (7).
  • Equation (9) The length of each side (OA, OB, AB) of the right triangle satisfies the following formula (8). Substituting Equations (5) to (7) into Equation (8) yields Equation (9) below.
  • m can be calculated using the following formula (1).
  • the center point of the virtual circle having the radius of curvature R is O
  • the position of the host vehicle 2 is P.
  • Q be the intersection of a straight line LOA that connects the center point O and the point A that is the position of the preceding vehicle 3 and the estimated center line E that is the arc of a virtual circle.
  • the straight line LOP and the straight line LAB are parallel.
  • the formula (1) by applying to the map (11), a second coordinate system based on the straight line L PC extending in straight direction Y as shown in FIG. 7 (b), of the preceding vehicle 3 Position A can be transformed.
  • the coordinate conversion unit 33 determines whether the curve traveling path is a right curve or a left curve. to decide.
  • the coordinate conversion unit 33 converts, for example, the position of the preceding vehicle 3 existing at the point A 1 where L X > 0 and m> 0 into the position of the point C 1 in the second coordinate system (L X ⁇ m> 0). .
  • the coordinate conversion unit 33 converts, for example, the position of the preceding vehicle 3 existing at the point A 2 where L X > 0 and m ⁇ 0 into the position of the point C 2 in the second coordinate system (L X ⁇ m ⁇ 0). .
  • the coordinate conversion unit 33 converts, for example, the position of the preceding vehicle 3 existing at the point A 3 where L X ⁇ 0 and m> 0 into the position of the point C 1 in the second coordinate system (L X ⁇ m> 0). .
  • the coordinate conversion unit 33 converts, for example, the position of the preceding vehicle 3 existing at the point A 4 where L X ⁇ 0 and m ⁇ 0 to the position of the point C 2 in the second coordinate system (L X ⁇ m ⁇ 0). .
  • the cruise ECU 25 acquires information on the steering angle of the host vehicle 2 output from the steering angle sensor 14 (step S1).
  • the cruise ECU 25 acquires information on the host vehicle speed output from the vehicle speed sensor 11 (step S2).
  • the vehicle speed determination unit 31 of the cruise ECU 25 determines whether or not the host vehicle speed is 40 km / h or less (step S3). If the host vehicle speed is 40 km / h or less, the process proceeds to step S4. If the host vehicle speed exceeds 40 km / h, the process proceeds to step S5.
  • step S4 the curvature radius estimation unit 32 of the cruise ECU 25 estimates the curvature radius R using the Ackermann equation. Specifically, the curvature radius estimation unit 32 calculates the curvature radius R from the wheel base LWB and the steering angle ⁇ S of the host vehicle 2 using Expression (4).
  • the cruise ECU 25 executes step S6 after step S4.
  • step S ⁇ b> 6 the cruise ECU 25 acquires information (x, y) regarding the position of the preceding vehicle 3 output from the radar sensor 12.
  • the coordinate conversion unit 33 cruise ECU25 converts the straight line L PC along the position of the preceding vehicle 3 in the straight direction Y to the position of the second coordinate system based. Specifically, the coordinate conversion unit 33 calculates the distance m using Expression (1). The coordinate conversion unit 33 calculates the arc PQ using Expression (11).
  • the cruise ECU 25 proceeds to step S8 after step S7.
  • step S5 the curvature radius estimation unit 32 of the cruise ECU 25 calculates the curvature radius R of the curve travel path on which the host vehicle 2 travels using a yaw rate based calculation formula as before.
  • the cruise ECU 25 executes step S6 after step S5, and proceeds to step S8.
  • step S8 the own lane probability calculation unit 34 of the cruise ECU 25 collates the positions C 1 and C 2 of the preceding vehicle 3 in the second coordinate system with the own lane probability calculation map M 1 (or M 2 ) (step S8). ).
  • the own lane probability calculation unit 34 reads the corresponding numerical value on the own lane probability calculation map M 1 based on the result of the collation, and sets it as the own lane probability of the preceding vehicle 3.
  • step S9 the own lane probability calculation unit 34 of the cruise ECU 25 determines whether or not the own lane probability is 80% or more. If the own lane probability is 80% or more, the cruise ECU 25 proceeds to step S10 and determines that there is a preceding vehicle in the own lane. If the own lane probability is less than 80%, the cruise ECU 25 proceeds to step S11 and determines that there is no preceding vehicle in the own lane. Then, the process here ends.
  • the vehicle control ECU 24 of the vehicle control system 1 controls the inter-vehicle distance between the own vehicle 2 and the preceding vehicle 3 and performs control for maintaining the own vehicle speed constant.
  • the vehicle control system 1 executes, for example, constant speed traveling control and inter-vehicle distance control in the entire vehicle speed range regardless of the own vehicle speed.
  • Cruise ECU25 of the vehicle control system 1 of the present embodiment includes a vehicle speed determining unit 31, when the vehicle speed is equal to or less than the determination threshold, based on the steering angle theta S, the radius of curvature of the road on which the vehicle 2 is traveling Estimate R. Thereby, the curvature radius R can be estimated without using the yaw rate. If vehicle speed is equal to or less than the reference threshold, while suppressing the influence of errors, it is possible to estimate the curvature radius R of the travel path of the vehicle based on the steering angle theta S.
  • the coordinate conversion unit 33 of the cruise ECU 25 converts the position of the preceding vehicle 3 to a position in the second coordinate system. Position of the second coordinate system is referenced to the straight line L PC along the straight direction Y of the vehicle 2. Therefore, the calculation load can be greatly reduced as compared with the case where the entire coordinate system is converted as before.
  • the radar sensor 12 of the vehicle control system 1 includes a first distance L Y from the own vehicle to the preceding vehicle 3 in the straight traveling direction of the own vehicle 2 and a preceding vehicle from the own vehicle 2 in the vehicle width direction X orthogonal to the straight traveling direction Y.
  • a second distance L X up to 3 is detected.
  • the coordinate conversion unit 33 calculates the distance m between the tangent L QT of the curve (estimated center line E) passing through the center in the vehicle width direction X of the host vehicle 2 and corresponding to the curvature radius R and the preceding vehicle 3.
  • the own lane probability calculation unit 34 calculates the probability that the preceding vehicle 3 exists in the own lane based on the distance m. Thereby, the vehicle control system 1 can calculate the probability that the preceding vehicle 3 exists in the own lane based on the second distance L X from the own vehicle 2 to the preceding vehicle 3 in the vehicle width direction X. The load can be reduced.
  • the coordinate conversion unit 33 of the cruise ECU 25 calculates the distance m using the following formula (1). Therefore, the coordinate conversion unit 33 can calculate the probability that the preceding vehicle 3 exists in the own lane by reducing the calculation load as compared with the case where the entire coordinate system is converted as before.
  • the own vehicle 2 is equipped with an engine retarder.
  • the vehicle control ECU 24 can control the engine retarder to decelerate the host vehicle 2. Thereby, the inter-vehicle distance between the own vehicle 2 and the preceding vehicle 3 can be appropriately maintained. As a result, it is possible to suppress the consumption of the brake shoes when the host vehicle 2 is decelerated.
  • the configuration in which the radar sensor 12 is provided as the preceding vehicle detection sensor that detects the position of the preceding vehicle 3 existing in front of the host vehicle 2 is illustrated.
  • the preceding vehicle detection sensor is a radar sensor. It is not limited to 12.
  • the position information of the preceding vehicle may be acquired using an in-vehicle camera (image sensor), inter-vehicle communication, or the like.
  • the low speed determination unit determines whether or not the vehicle speed is 40 km / h (determination threshold) or less, but the determination threshold is not limited to 40 km / h, and other vehicle speeds may be used.
  • the determination threshold value may be less than 40 km / h or a value exceeding 40 km / h.
  • the determination threshold can be set based on, for example, experiments and past data.
  • the probability that the preceding vehicle 3 exists in the own lane is calculated using the own lane probability calculation map. For example, the calculation processing is performed based on the position of the preceding vehicle 3, and the own lane probability is calculated. May be calculated.
  • SYMBOLS 1 Vehicle control system (preceding vehicle determination apparatus), 2 ... Own vehicle, 3 ... Prior vehicle, 5 ... Own lane, 11 ... Vehicle speed sensor, 12 ... Radar sensor (preceding vehicle detection sensor), 14 ... Steering angle sensor, 24 ... vehicle control ECU, 25 ... cruise ECU, 31 ... vehicle speed determination unit (low speed determination unit), 32 ... curvature radius estimation unit, 33 ... coordinate conversion unit, 34 ... own lane probability calculation unit (preceding vehicle presence / absence determination unit), L QT : Tangent line, L X : Second distance, L Y : First distance, X: Vehicle width direction, Y: Straight direction.

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Abstract

先行車判定装置は、自車両の速度を検出する車速センサと、自車両の前方に存在する先行車の位置を検出する先行車検出センサと、自車両のステアリング角を検出するステアリング角センサと、車速センサで検出された前記自車両の車速が判定閾値以下であるか否かを判定する低速判定部と、車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定部と、曲率半径Ｒに対応する曲線を基準とする第１座標系における先行車の位置を、曲率半径Ｒに基づいて、自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系における位置に変換する座標変換部と、第２座標系における先行車の位置に基づいて、先行車が自車線に存在する確率を算出する自車線確率算出部と、を備える。

Description

先行車判定装置及び車両制御システム
　本発明の一側面は、先行車判定装置及び車両制御システムに関する。
　従来、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｒｕｉｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムに適用される車載用レーダ装置では、車速センサが検出する自車速とヨーレイトセンサが検出するヨーレイトとから自車両が走行中の道路の曲率半径を判定し、自車両の前方に先行車が存在するか否かを判定している（例えば特許文献１参照）。
特開２００７－２５３７１４号公報
　しかしながら、自車両が低速で走行する場合には、車両の振動が大きくなることにより、ヨーレイトセンサによる値が変動するおそれがある。これにより、曲率半径も変動してしまい、カーブ走行路上の先行車の位置を適切に把握することができず、自車両が走行する自車線に先行車が存在するか否かを正しく判定できないおそれがある。
　本発明の一側面は、車両の振動によるヨーレイトセンサの測定誤差の影響を抑制して、先行車が自車線に存在する確率を判定することができる先行車判定装置及び車両制御システムを提供することを目的とする。
　本発明の一側面に係る先行車判定装置は、自車両の速度を検出する車速センサと、自車両の前方に存在する先行車の位置を検出する先行車検出センサと、自車両のステアリング角を検出するステアリング角センサと、車速センサで検出された自車両の車速が判定閾値以下であるか否かを判定する低速判定部と、車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定部と、曲率半径Ｒに対応する曲線を基準とする第１座標系における先行車の位置を、曲率半径Ｒに基づいて、自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系における位置に変換する座標変換部と、第２座標系における先行車の位置に基づいて、先行車が自車線に存在する確率を算出する自車線確率算出部と、を備える。
　この先行車判定装置は、低速判定部を備え、自車両の車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定するので、ヨーレイトを用いずに曲率半径Ｒを推定することができる。自車両の車速が判定閾値以下である場合には、ステアリング角に基づいて自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定しても、誤差による影響を抑制することができる。先行車の位置を、自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系の位置に変換するので、座標系全体を変換する場合と比較して、計算負荷を大幅に減らすことができる。これらにより、自車両に対する先行車の位置を精度良く把握して、先行車が自車線に存在する確率を判定することができる。
　先行車検出センサは、自車両の直進方向における自車両から先行車までの第１距離ＬＹ、及び、直進方向と直交する車幅方向における自車両から先行車までの第２距離ＬＸを検出することができる。座標変換部は、自車両の車幅方向の中心を通り曲率半径Ｒに対応する曲線と、先行車との距離ｍを算出することができる。自車線確率算出部は、距離ｍに基づいて、先行車が自車線に存在する確率を算出してもよい。これにより、車幅方向における自車両から先行車までの第２距離ＬＸに基づいて、計算負荷を低減して、先行車が自車線に存在する確率を算出することができる。
　座標変換部は、下記式（１）を用いて、距離ｍを算出してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 これにより、計算負荷を低減して、先行車が自車線に存在する確率を算出することができる。
　本発明の一側面に係る車両制御システムは、先行車判定装置を備える。車両制御システムは、先行車が自車線に存在する確率に応じて、先行車が自車線に存在するか否かを判定する先行車有無判定部と、先行車が自車線に存在する場合に、先行車と自車両との車間距離を制御する車両制御部と、を備える。
　自車両はエンジンリターダを備えていてもよい。車両制御部は、エンジンリターダを制御して自車両を減速させて、車間距離を制御してもよい。これにより、ブレーキシューの消耗を抑制することができる。
　本発明の一側面によれば、車両の振動によるヨーレイトセンサの測定誤差の影響を抑制して、精度良く先行車の存在の有無を判定可能な先行車判定装置及び車両制御システムを提供することができる。
図１は、一実施形態の車両制御システムが搭載された大型車及びその前方に存在する先行車を示す側面図である。 図２は、自車両の前方に存在する先行車を示す平面図である。 図３は、車両制御システムを示すブロック構成図である。 図４は、図２中のクルーズＥＣＵを示すブロック構成図である。 図５は、カーブ走行路を走行する自車両のステアリング角及びカーブ走行路の曲率半径を示す概略図である。 図６は、自車両が走行するカーブ走行路上の先行車の位置を示す概略図である。 図７（ａ）は、カーブ走行路を走行する先行車の位置を示す概略図である。図７（ｂ）は、直進方向Ｙに延在する直線を基準とする座標系に変換した後の先行車の位置を示す概略図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、自車線確率が示されたマップを示す図である。 図９は、車両制御システムにおける処理手順を示すフローチャートである。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　車両制御システム（先行車判定装置）１は、図１及び図２に示されるように、自車両２に搭載されて、自車両２の運転を支援する機能を有する。車両制御システム１で実行される機能としては、例えばＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃｒｕｉｓｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。ＡＣＣでは、自車両２の車速（以下、「自車速」という）を一定に維持する定速走行機能、及び先行車３との車間距離Ｄを制御する車間距離制御機能を実行可能である。自車両２は、例えばトラックなどの大型車である。自車両２は、バスでもよくその他の大型車、中型車、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れでもよい。
　自車両２は車載ネットワークを有する。この車載ネットワークには、図３に示されるように、自車両２の各種機能を制御する複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１～２５が通信線４を介して接続されている。車載ネットワークでは、複数のＥＣＵ２１～２５間でデータ通信が可能である。
　車両制御システム１は、各種センサを含む。各種センサとしては、例えば、車速センサ１１、レーダセンサ１２、ヨーレイトセンサ１３、ステアリング角センサ１４、画像センサ１５、Ｇ／勾配センサ１６等がある。これらの各種センサは、通信線４を介して複数のＥＣＵ２１～２５に接続されている。各種センサで取得されたデータは、複数のＥＣＵ２１～２５に送信される。
　車速センサ１１は、自車速を検出する。車速センサ１１は、自車両２の車輪６に取り付けられ、車輪の回転角速度を検出する。
　レーダセンサ１２は、例えばミリ波レーダー又はレーザーレーダーを用いることができる。レーダセンサ１２は、例えばミリ波等のレーダ波を送信する。レーダセンサ１２は、送信したレーダ波が物体に反射された反射波を受信するまでの時間に基づいて、物体までの距離を計算する。レーダセンサ１２は、反射波の受信方向により自車両に対する物体の方位を検出する。これにより、自車両２前方の先行車３の位置（ｘ，ｙ）を算出することができる。
　ヨーレイトセンサ１３は、自車両２の鉛直軸と平行になるように取り付けられ、自車両２の鉛直軸回りの回転角速度（ヨーレイト）を検出する。ステアリング角センサ１４は、ハンドルに取り付けられ、運転者によるハンドル操作を検出し、ステアリング角（ハンドルの回転角）θＳを検出する。画像センサ１５は、自車両２の前側上部に取り付けられ、自車両２の前方の画像を取得する。Ｇ／勾配センサ１６は、自車両２の重心位置付近で水平に取り付けられ、自車両２の重心の前後方向の加速度、及び左右方向の加速度を検出する。
　車両制御システム１は、複数のＥＣＵ２１～２５を含む。複数のＥＣＵ２１～２５としては、例えば、エンジンＥＣＵ２１、トランスミッションＥＣＵ２２、ＥＢＳ（Electric Brake System）／ＡＢＳ（Antilock Brake System）ＥＣＵ２３、車両制御ＥＣＵ（車両制御部）２４、クルーズＥＣＵ２５等がある。ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。
　エンジンＥＣＵ２１は、自車両２のエンジンの制御を司る制御部であり、例えば、エンジンの点火時期、燃料噴射量、弁開閉等を制御する。エンジンＥＣＵ２１は、エンジンの状態を検出するための各種データ（例えば、エンジン回転数、エンジン水温等）を検出すると共に、エンジンの状態を示すデータを送信する。
　トランスミッションＥＣＵ２２は、自車両２の自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）の制御を司る制御部であり、例えば、自動変速機のギヤの切替えなどを制御する。トランスミッションＥＣＵ２２は、自動変速機の状態を検出すると共に、自動変速機の状態を示すデータを送信する。
　ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３は、ブレーキの制御を司る制御部であり、ブレーキの作動時期、制動力の大きさ等を制御する。ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３は、ブレーキの作動状態を検出すると共に、ブレーキの作動状態を示すデータを送信する。
　車両制御ＥＣＵ２４は、車両全体の制御を司る制御部であり、例えば、複数のＥＣＵを制御して、運転支援に関する制御等を行う。車両制御ＥＣＵ２４は、複数のＥＣＵから車両の状態に関するデータを受信すると共に、複数のＥＣＵに指令信号に関するデータを送信する。
　クルーズＥＣＵ２５は、ＡＣＣの制御を司る制御部であり、例えば、複数のＥＣＵ２１～２５を制御して、定速走行制御及び車間距離制御を行う。クルーズＥＣＵ２５は、図４に示されるように、車速判定部（低速判定部）３１、曲率半径推定部３２、座標変換部３３、自車線確率算出部（先行車有無判定部）３４、車間距離算出部３５、記憶部３６を含む。
　車速判定部３１は、車速センサ１１で検出された自車両２の自車速が判定閾値以下であるか否かを判定する。判定閾値は、例えば４０ｋｍ／ｈである。
　曲率半径推定部３２は、自車両２がカーブ走行路を走行している場合において、自車速が判定閾値以下である場合に、図５に示されるように、後述するタイヤ角θＴに基づいて、自車両２の走行路の曲率半径Ｒを推定する。詳しくは後述する。曲率半径推定部３２は、自車両２がカーブ走行路を走行している場合において、自車速が判定閾値を超える場合に、ヨーレイトセンサ１３によって検出されたヨーレイト及び車速センサ１１によって検出された自車速に基づいて、自車両２が走行するカーブ走行路の曲率半径Ｒを推定する。
　座標変換部３３は、図６に示されるように、カーブ走行路に対応する曲線（推定中心線Ｅ）を基準とする第１座標系における先行車３の位置Ａを、自車両２の直進方向Ｙに沿う直線ＬＰＣを基準とする第２座標系における位置に変換する。座標変換部３３は、例えば、図７（ａ）に示される第１座標系における先行車３の位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４を、図７（ｂ）に示される第２座標系における位置Ｃ１、Ｃ２に変換する。
　自車線確率算出部３４は、自車両２の前方に存在する先行車（他車両）３が自車線に存在する確率（自車線確率）を算出する。自車線確率算出部３４は、先行車３の位置Ａと自車線確率算出用マップＭ１、Ｍ２（図８参照）とを照合して、先行車３が自車線５に存在する確率を算出する。自車線確率算出部３４は、自車両２の直進方向Ｙと直交する車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの距離ｍに基づいて、先行車３が自車線５に存在する確率を算出する。
　例えば、図８に示された自車線確率算出用マップＭ１、Ｍ２には、車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの距離ｍ（図６参照）に基づいて、自車線確率を示す数値が設定されている。例えば、自車両２の正面に先行車３が存在する場合には、自車線確率は１００［％］と設定される。車幅方向Ｘにおいて、先行車３が自車両２から離れるほど、自車線確率は８０［％］、６０［％］、０［％］と低下する。なお、先行車３などの対象物が自車両２の右側に存在するか、または対象物が自車両２の左側に存在するかに応じて、自車線確率を変えてもよい。
　自車線確率算出部３４は、自車両２が一般道を走行しているか否かに応じて、自車線確率を変えてもよい。自車線確率算出部３４は、自動車専用道路（例えば高速道路）を走行しているか否かに応じて、自車線確率を変えてもよい。例えば、図８（ａ）に示される自車線確率算出用マップＭ１は、自車両２が高速道路を走行している場合に適用されるものである。図８（ｂ）に示される自車線確率算出用マップＭ２は、自車両２が一般道を走行している場合に適用されるものである。例えば、一般道では、自車位置より左側（歩道側）に自転車、歩行者などが存在するおそれがあり、車両が左側を走行する可能性が低いので、自車線確率が低く設定されている（例えば０［％］）。高速道路では、自車位置より左側に自転車、歩行者などが存在するおそれがないので、車両が左側を走行する可能性があり、自車線確率が比較的に高く設定されている（例えば６０［％］）。
　車間距離算出部３５は、自車両２と先行車３との間の車間距離Ｄについて算出する。車間距離算出部３５は、レーダセンサ１２によって取得された先行車３の位置に基づいて、自車両２と先行車３との間の車間距離Ｄ（図１参照）を算出する。自車両２がカーブ走行路を走行しているときの車間距離Ｄの算出については後述する。
　記憶部３６には、例えば自車線確率算出用のマップＭ１、Ｍ２が保存されている。記憶部３６には、曲率半径Ｒを推定するのに必要なデータが保存されている。曲率半径Ｒを推定するのに必要なデータとしては、例えば、自車両２のホイールベースＬＷＢ（図５参照）に関するデータがある。
　クルーズＥＣＵ２５は、各ＥＣＵ２１～２４に指令信号を送信して、先行車３と自車両２との車間距離Ｄを維持すべく自車両２を制御する。クルーズＥＣＵ２５は、各ＥＣＵ２１～２４に指令信号を送信して、自車速を一定に制御する。
　クルーズＥＣＵ２５は、エンジンＥＣＵ２１に指令信号を送信して、エンジン出力を制御する。クルーズＥＣＵ２５は、トランスミッションＥＣＵ２２に指令信号を送信して、変速機を制御する。クルーズＥＣＵ２５は、ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３を制御して、ブレーキを制御する。
　自車両２はエンジンリターダを備える。エンジンリターダは、エンジンの吸気行程の終期から圧縮行程の開始期に排気弁を開き、排気管の高圧排気を気筒に逆流させる。これにより、気筒内の圧縮圧力を上昇させて排気ブレーキの効果を増大させる。排気ブレーキは、エンジンの排気抵抗を増大させることで、エンジンブレーキの効きを増大させる。クルーズＥＣＵ２５は、車両制御ＥＣＵ２４に指令信号を送信する。車両制御ＥＣＵ２４は、指令信号に基づいて、エンジンリターダを作動させて、自車両２を減速させる。これにより、自車両２のブレーキの使用頻度を削減し、ブレーキシューの消耗を抑制する。
　次に、図５を参照して、アッカーマンの式を用いた曲率半径Ｒの算出方法について説明する。図５に示される中点ＰＴは、左右の前輪（車輪６）の中心点であるトレッド中点である。曲率半径Ｒは、自車両２が旋回する円弧を含む円Ｅ１の中心点Ｏから中点ＰＴまでの距離である。タイヤ角θＴは、中点ＰＴにおける自車両２の直進方向Ｙに沿う直線と、円Ｅ１の接線ＬＰＴとの成す角である。自車両２のホイールベースＬＷＢは、前輪軸と後輪軸との距離である。このとき、曲率半径Ｒは、下記式（２）によって表現することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　このときのステアリング角（操舵角）を「θＳ」とし、ステアリングの減衰係数を「Ｋ」とすると、タイヤ角θＴは、下記式（３）によって表現できる。なお、ステアリングの減衰係数Ｋは、車両固有の値であり、計測することができる。ステアリング減衰係数Ｋは、例えば１／２０である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　タイヤ角θＴは、式（２）に式（３）を代入して、下記式（４）によって表現することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　これにより、自車両２のホイールベースＬＷＢとステアリング角θＳとを用いて、自車両２が走行する円弧の曲率半径（円Ｅ１の旋回半径）Ｒを算出することができる。
　次に、図６を参照して、曲率半径Ｒのカーブ走行路を走行する先行車３の位置を、直進方向Ｙを基準とするマップ（座標系）に変換するための計算式について説明する。まず、自車両２の推定中心線Ｅから先行車３までの（横方向）距離ｍを算出する場合について説明する。距離ｍとは、先行車３の推定進行方向に直交する方向において、推定中心線Ｅと先行車３との距離である。例えば、推定中心線Ｅと先行車３の車幅方向の中心との距離でもよい。推定進行方向は、例えば曲線Ｅに沿う方向、又は直線ＬＱＴに沿う方向がある。
　レーダセンサ１２によって検出された先行車３の位置（ｘ，ｙ）について、自車両２の直進方向Ｙにおける距離（第１距離）をＬＹ（＝ｙ）、直進方向Ｙに対して直交する車幅方向Ｘにおける距離（第２距離）をＬＸ（＝ｘ）とする。なお、先行車３が自車両２の車幅方向Ｘの中心よりも右側に存在するときのＬＸの符号を「正」とする。先行車３が自車両２の車幅方向Ｘの中心よりも左側に存在するときのＬＸの符号を「負」とする。自車両２が走行するカーブ走行路の推定の曲率半径をＲとする。なお、走行路が右カーブの場合の曲率半径Ｒの符号を「正」とする。走行路が左カーブの場合の曲率半径Ｒの符号を「負」とする。
　図６に示されるように、先行車３の位置を点Ａとし、カーブ走行路の曲率半径Ｒの仮想円の中心点を点Ｏとする。直線ＬＯＢと直線ＬＡＢとの交点を点Ｂとする。直線ＬＯＢは、中心点Ｏを通り、直進方向Ｙに平行な直線ＬＯＢである。直線ＬＡＢは、先行車３の位置Ａを通り、車幅方向Ｘに平行な直線ＬＡＢである。これらの点Ｏ、点Ａ、点Ｂを頂点とする直角三角形の各辺（ＯＡ、ＯＢ、ＡＢ）の長さは、下記式（５）～（７）によって表現することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　直角三角形の各辺（ＯＡ、ＯＢ、ＡＢ）の長さは、下記式（８）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　式（８）に、式（５）～（７）を代入すると、下記式（９）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　したがって、ｍは下記式（１）を用いて算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　ここで、曲率半径Ｒの仮想円の中心点をＯとし、自車両２の位置をＰとする。中心点Ｏと先行車３の位置である点Ａとを結ぶ直線ＬＯＡと、仮想円の円弧である推定中心線Ｅとの交点をＱとする。直線ＬＯＰと直線ＬＯＱとの交差角をθＰＯＱとし、直線ＬＯＢと直線ＬＡＢとの交差角をθＯＡＢとする。直線ＬＯＰと直線ＬＡＢとは平行である。
　この場合、交差角θＰＯＱ＝θＯＡＢであり、下記式（１０）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　曲率半径Ｒの仮想円の円弧ＰＱの長さは、下記式（１１）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　上記式（１）、（１１）をマップに当てはめることで、図７（ｂ）に示されるように直進方向Ｙに延在する直線ＬＰＣを基準とする第２座標系に、先行車３の位置Ａを変換することができる。クルーズＥＣＵ２５の車間距離算出部３５は、式（１１）で算出された円弧ＰＱ（＝ＬＰＱ）を自車両２と先行車３との車間距離Ｄ（図１参照）として設定する。
　座標変換部３３は、レーダセンサ１２によって検出した先行車３の横位置を示す信号の符号（＋または－）に基づいて、カーブ走行路が右カーブであるか、又は左カーブであるか、を判断する。
　例えば、レーダセンサ１２によって検出した先行車３の横位置を示す信号の符号が「＋」である場合（ＬＸ＞０）には、右カーブであるとし、符号が「－」である場合（ＬＸ＜０）には、左カーブであるとする。
　上記式（１）で演算した結果、ｍ＞０である場合には、座標変換部３３は、先行車３はカーブの外側に存在すると判定する（Ａ１、Ａ３）。ｍ＜０である場合には、座標変換部３３は、先行車３はカーブの内側に存在すると判定する（Ａ２、Ａ４）。ｍ＝０である場合には、座標変換部３３は、先行車３は推定中心線Ｅ上に存在すると判定する。
　座標変換部３３は、例えばＬＸ＞０かつｍ＞０の点Ａ１に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ１の位置に変換する（ＬＸ×ｍ＞０）。座標変換部３３は、例えばＬＸ＞０かつｍ＜０の点Ａ２に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ２の位置に変換する（ＬＸ×ｍ＜０）。
　座標変換部３３は、例えばＬＸ＜０かつｍ＞０の点Ａ３に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ１の位置に変換する（ＬＸ×ｍ＞０）。座標変換部３３は、例えばＬＸ＜０かつｍ＜０の点Ａ４に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ２の位置に変換する（ＬＸ×ｍ＜０）。
　次に、図９のフローチャートを参照して、車両制御システム１における処理手順について説明する。まず、クルーズＥＣＵ２５は、ステアリング角センサ１４から出力された自車両２のステアリング角の情報を取得する（ステップＳ１）。
　次に、クルーズＥＣＵ２５は、車速センサ１１から出力された自車速の情報を取得する（ステップＳ２）。次に、クルーズＥＣＵ２５の車速判定部３１は、自車速が４０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。自車速が４０ｋｍ／ｈ以下である場合には、ステップＳ４に進み、自車速が４０ｋｍ／ｈを超える場合には、ステップＳ５に進む。
　ステップＳ４では、クルーズＥＣＵ２５の曲率半径推定部３２は、アッカーマンの式を用いて曲率半径Ｒを推定する。具体的には、曲率半径推定部３２は、式（４）を用いて、自車両２のホイールベースＬＷＢとステアリング角θＳとから曲率半径Ｒを算出する。
　クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ４の後に、ステップＳ６を実行する。ステップＳ６では、クルーズＥＣＵ２５は、レーダセンサ１２から出力された先行車３の位置に関する情報（ｘ，ｙ）を取得する。
　続くステップＳ７では、クルーズＥＣＵ２５の座標変換部３３は、先行車３の位置を直進方向Ｙに沿う直線ＬＰＣを基準とする第２座標系の位置に変換する。具体的には、座標変換部３３は、式（１）を用いて、距離ｍを算出する。座標変換部３３は、式（１１）を用いて、円弧ＰＱを算出する。
　座標変換部３３は、先行車３の位置情報（ｘ，ｙ）に基づいて、第２距離Ｌｘ（＝ｘ）を算出する。座標変換部３３は、図７に示されるように、先行車３の位置を示す点Ａ１、Ａ４を、点Ｃ１に変換し、先行車３の位置を示す点Ａ２、Ａ３を、点Ｃ２に変換する。クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ７の後に、ステップＳ８に進む。
　一方、ステップＳ３で、自車速が４０ｋｍ／ｈを超える場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、クルーズＥＣＵ２５の曲率半径推定部３２は従来通りヨーレイトベースの計算式を用いて自車両２が走行するカーブ走行路の曲率半径Ｒを演算する。クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ５の後に、ステップＳ６を実行し、ステップＳ８に進む。
　ステップＳ８では、クルーズＥＣＵ２５の自車線確率算出部３４は、先行車３の第２座標系における位置Ｃ１、Ｃ２を自車線確率算出用マップＭ１（またはＭ２）と照合する（ステップＳ８）。自車線確率算出部３４は、照合の結果により、自車線確率算出用マップＭ１上の対応する数値を読み取り、先行車３の自車線確率とする。
　続くステップＳ９では、クルーズＥＣＵ２５の自車線確率算出部３４は、自車線確率が８０％以上であるか否かを判定する。自車線確率が８０％以上である場合には、クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ１０に進み、自車線に先行車ありと判定する。自車線確率が８０％未満である場合には、クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ１１に進み、自車線に先行車なしと判定する。そして、ここでの処理は終了する。
　車両制御システム１の車両制御ＥＣＵ２４は、先行車３が自車線にある場合には、自車両２と先行車３との車間距離を制御すると共に、自車速を一定に維持する制御を行う。車両制御システム１は、例えば、自車速によらず、全車速域において定速走行制御及び車間距離制御を実行する。
　本実施形態の車両制御システム１のクルーズＥＣＵ２５は、車速判定部３１を含み、自車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角θＳに基づいて、自車両２が走行する走行路の曲率半径Ｒを推定する。これにより、ヨーレイトを用いずに曲率半径Ｒを推定することができる。自車速が判定閾値以下である場合には、誤差による影響を抑制しつつ、ステアリング角θＳに基づいて自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定することができる。クルーズＥＣＵ２５の座標変換部３３は、先行車３の位置を、第２座標系の位置に変換する。第２座標系の位置は、自車両２の直進方向Ｙに沿う直線ＬＰＣを基準とする。そのため、従前のように座標系全体を変換する場合と比較して、計算負荷を大幅に減らすことができる。
　車両制御システム１のレーダセンサ１２は、自車両２の直進方向における自車両から先行車３までの第１距離ＬＹ、及び、直進方向Ｙと直交する車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの第２距離ＬＸを検出する。座標変換部３３は、自車両２の車幅方向Ｘの中心を通り曲率半径Ｒに対応する曲線（推定中心線Ｅ）の接線ＬＱＴと、先行車３との距離ｍを算出する。自車線確率算出部３４は、距離ｍに基づいて、先行車３が自車線に存在する確率を算出する。これにより、車両制御システム１では、車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの第２距離ＬＸに基づいて、先行車３が自車線に存在する確率を算出することができ、計算負荷を低減することができる。
　クルーズＥＣＵ２５の座標変換部３３は、下記式（１）を用いて、距離ｍを算出する。そのため、座標変換部３３では、従前のように座標系全体を変換する場合と比較して計算負荷を低減して、先行車３が自車線に存在す確率を算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　自車両２はエンジンリターダを備える。車両制御ＥＣＵ２４はエンジンリターダを制御して自車両２を減速させることができる。これにより、自車両２と先行車３との間の車間距離を適切に維持することができる。その結果、自車両２の減速においてブレーキシューの消耗を抑制することができる。
　本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
　例えば、上記の実施形態では、自車両２の前方に存在する先行車３の位置を検出する先行車検出センサとして、レーダセンサ１２を備える構成について例示しているが、先行車検出センサはレーダセンサ１２に限定されない。例えば、車載カメラ（画像センサ）、車車間通信等を用いて、先行車の位置情報を取得してもよい。
　上記の実施形態では、低速判定部において自車速が４０ｋｍ／ｈ（判定閾値）以下であるか否かを判定しているが、判定閾値は４０ｋｍ／ｈに限定されず、その他の車速でもよい。例えば、判定閾値は、４０ｋｍ／ｈ未満でもよく、４０ｋｍ／ｈを超える値でもよい。判定閾値は、例えば、実験、過去のデータに基づいて設定できる。
　上記の実施形態では、自車線確率算出用マップを用いて、先行車３が自車線に存在する確率を算出しているが、例えば先行車３の位置に基づいて演算処理を行い、自車線確率を算出してもよい。
　１…車両制御システム（先行車判定装置）、２…自車両、３…先行車、５…自車線、１１…車速センサ、１２…レーダセンサ（先行車検出センサ）、１４…ステアリング角センサ、２４…車両制御ＥＣＵ、２５…クルーズＥＣＵ、３１…車速判定部（低速判定部）、３２…曲率半径推定部、３３…座標変換部、３４…自車線確率算出部（先行車有無判定部）、ＬＱＴ…接線、ＬＸ…第２距離、ＬＹ…第１距離、Ｘ…車幅方向、Ｙ…直進方向。

Claims (5)

  1. 　自車両の速度を検出する車速センサと、
    　前記自車両の前方に存在する先行車の位置を検出する先行車検出センサと、
    　前記自車両のステアリング角を検出するステアリング角センサと、
    　前記車速センサで検出された前記自車両の前記車速が判定閾値以下であるか否かを判定する低速判定部と、
    　前記車速が判定閾値以下である場合に、前記ステアリング角に基づいて、前記自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定部と、
    　前記曲率半径Ｒに対応する曲線を基準とする第１座標系における前記先行車の位置を、前記曲率半径Ｒに基づいて、前記自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系における位置に変換する座標変換部と、
    　前記第２座標系における前記先行車の位置に基づいて、前記先行車が自車線に存在する確率を算出する自車線確率算出部と、を備える先行車判定装置。
  2. 　前記先行車検出センサは、前記自車両の前記直進方向における前記自車両から前記先行車までの第１距離ＬＹ、及び、前記直進方向と直交する車幅方向における前記自車両から前記先行車までの第２距離ＬＸを検出し、
    　前記座標変換部は、前記自車両の前記車幅方向の中心を通り前記曲率半径Ｒに対応する前記曲線と前記先行車との距離ｍを算出し、
    　前記自車線確率算出部は、前記距離ｍに基づいて、前記先行車が前記自車線に存在する確率を算出する請求項１に記載の先行車判定装置。
  3. 　前記座標変換部は、下記式（１）を用いて、
    前記距離ｍを算出する請求項２に記載の先行車判定装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  4. 　請求項１～３の何れか一項に記載された先行車判定装置を備えた車両制御システムであって、
    　前記先行車が前記自車線に存在する確率に応じて、前記先行車が前記自車線に存在するか否かを判定する先行車有無判定部と、
    　前記先行車が前記自車線に存在する場合に、前記先行車と前記自車両との車間距離を制御する車両制御部と、を備える車両制御システム。
  5. 　前記自車両はエンジンリターダを備え、
    　前記車両制御部は、前記エンジンリターダを制御して前記自車両を減速させて、前記車間距離を制御する請求項４記載の車両制御システム。
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