WO2020008225A1 - 走行支援方法および走行支援装置 - Google Patents

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WO2020008225A1
WO2020008225A1 PCT/IB2018/000923 IB2018000923W WO2020008225A1 WO 2020008225 A1 WO2020008225 A1 WO 2020008225A1 IB 2018000923 W IB2018000923 W IB 2018000923W WO 2020008225 A1 WO2020008225 A1 WO 2020008225A1
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vehicle
vehicle speed
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speed command
lighting state
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PCT/IB2018/000923
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後藤明之
福重孝志
田家智
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日産自動車株式会社
ルノー エス.ア.エス.
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Definitions

  • the present invention relates to a driving support method and a driving support device for controlling driving of a vehicle.
  • the driving assistance device recognizes the environment in front of the vehicle and acquires information on the environment ahead, estimates the distance that can be recognized forward based on the information on the environment ahead, and calculates the speed that is the braking distance within the distance that can be recognized forward as the speed limit. However, if there is a preceding vehicle, the vehicle speed following the preceding vehicle with a predetermined inter-vehicle distance is set as the target vehicle speed, and if there is no preceding vehicle, the preset vehicle speed is set as the target vehicle speed. Is known to limit the target vehicle speed at least to the speed limit or lower (for example, Patent Document 1).
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a driving support method and a driving support device that can suppress unnecessary speed control.
  • the present invention generates a vehicle speed command value based on the vehicle information of the own vehicle, and based on information of a feature existing ahead in the traveling direction of the own vehicle, based on a prefetch vehicle speed command that is a predetermined time (prefetch time) ahead of the current time.
  • the value is calculated, and the host vehicle is controlled based on the pre-read vehicle speed command value. Further, the above-mentioned problem is solved by detecting a lighting state of a signal located around the own vehicle and setting a pre-reading time based on the lighting state.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a driving support device according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining a flowchart of a driving support process in the control device of FIG. 1.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • 4 is a graph for explaining characteristics of a vehicle speed command value.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle driving support device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the driving support device 100 includes a vehicle position detecting device 110, a map database 120, a vehicle speed sensor 130, a distance measuring sensor 140, a camera 150, a driving mechanism 170, , A control device 180, and a yaw rate sensor 190. These devices are connected to each other by a CAN (Controller Area Network) or other in-vehicle LAN in order to exchange information with each other.
  • CAN Controller Area Network
  • the own-vehicle position detecting device 110 includes a GPS unit, detects radio waves transmitted from a plurality of satellite communications with a locator (GPS antenna), periodically acquires position information of the own vehicle, and acquires the acquired self-vehicle information.
  • the current position of the vehicle is detected based on the position information of the vehicle, the angle change information acquired from the gyro sensor, and the vehicle speed acquired from the vehicle speed sensor. Further, the own vehicle position detecting device 110 can also detect the position of the own vehicle using a well-known map matching technique.
  • the map database 120 stores map information.
  • the map information stored in the map database 120 includes information on the road shape at each map coordinate, for example, attributes related to a curve, a sloping road, an intersection, an interchange, a narrow road, a straight road, a roadside structure, and a merging point are associated with the map coordinates. Recorded.
  • the map information includes information on features such as stop lines and road signs.
  • the road sign is, for example, a sign indicating that a signal is present, a sign indicating that the vehicle is stopped, and the like.
  • the vehicle speed sensor 130 measures the rotational speed of a drive system such as a drive shaft, and detects the traveling speed (hereinafter, also referred to as vehicle speed) of the host vehicle based on the measured rotational speed.
  • the vehicle speed information of the own vehicle detected by the vehicle speed sensor 130 is output to the control device 180.
  • the yaw rate sensor 190 is mounted at an appropriate place such as a vehicle interior, detects the yaw rate of the own vehicle (the speed of change of the rotation angle in the turning direction), and outputs the detected yaw rate information of the own vehicle to the control device 180. .
  • the distance measuring sensor 140 detects an object existing around the own vehicle. Further, the distance measurement sensor 140 calculates a relative distance and a relative speed between the own vehicle and the target. Information on the target object detected by the distance measuring sensor 140 is transmitted to the control device 180.
  • a laser radar, a millimeter wave radar, or the like can be used as the distance measuring sensor 140.
  • the camera 150 captures an image of a feature such as a road or an object existing around the own vehicle. In the present embodiment, the camera 150 captures an image of the front of the host vehicle. Image information captured by the camera 150 is transmitted to the control device 180.
  • the camera 150 is a camera that images the front of the host vehicle and / or a camera that images the side of the host vehicle.
  • the input device 160 is an operation member that can be operated by a driver.
  • the driver can turn on / off the automatic driving control by operating the input device 160.
  • the automatic driving control of the vehicle when a preceding vehicle exists in front of the own vehicle, the inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle is maintained at the inter-vehicle distance set by the driver.
  • Inter-vehicle distance control (preceding vehicle following control) is performed to drive the own vehicle so that the vehicle follows the preceding vehicle. If there is no preceding vehicle ahead of the own vehicle, the own vehicle is driven at the vehicle speed set by the driver. Is controlled.
  • the driver operates the input device 160 to set the vehicle speed (for example, a specific speed value) of the own vehicle in the speed control and the set inter-vehicle distance (for example, short, medium, Three stages of length) can be set.
  • the drive mechanism 170 includes an engine and / or a motor (power system), a brake (braking system), a steering actuator (steering system), and the like for automatically driving the vehicle.
  • the operation of the drive mechanism 170 is controlled by the control device 180 when the automatic operation control described later is performed.
  • the control device 180 is a computer having a processor, a ROM (Read Only Memory) storing a program for controlling traveling of the own vehicle, and a CPU (Central Processing Unit) executing the program stored in the ROM. ) And a RAM (Random Access Memory) functioning as an accessible storage device.
  • a CPU Central Processing Unit
  • MPU Micro Processing Unit
  • DSP Digital Signal Processor
  • ASIC Application ⁇ Can be used as an operation circuit.
  • the control device 180 executes a program stored in the ROM by the CPU to obtain a stop line distance acquisition function, a signal light state detection function, a vehicle speed command value generation function, and a traveling control function for controlling traveling of the own vehicle (automatic follow-up function). Function).
  • a stop line distance acquisition function a signal light state detection function
  • a vehicle speed command value generation function a traveling control function for controlling traveling of the own vehicle (automatic follow-up function). Function).
  • a traveling control function for controlling traveling of the own vehicle (automatic follow-up function). Function).
  • Control device 180 has other functions in addition to the functions described below, such as a function of detecting and estimating the position of the vehicle.
  • the control device 180 acquires the information of the stop line located ahead in the traveling direction of the own vehicle by the stop line distance acquisition function.
  • the stop line is, for example, a line drawn on a road near a traffic light.
  • the control device 180 acquires information on the stop line based on the detection data of the on-board sensors such as the distance measuring sensor 140 and the camera 150.
  • the information of the stop line includes at least the position information of the stop line.
  • the control device 180 may acquire the stop line information from the map information.
  • the information of the stop line is not necessarily limited to the white line written on the road.
  • the control device 180 may acquire, for example, information on an intersection or a railroad crossing as stop line information. . That is, since a stop line is drawn near an intersection or a railroad crossing, information such as an intersection may be used as stop line information.
  • the control device 180 estimates the vehicle position on the map based on the vehicle position and the map information detected by the vehicle position detection device 110. Then, control device 180 calculates a stop line distance from the current vehicle position to the stop line.
  • the control device 180 detects the lighting state of the signal located around the own vehicle by the signal lighting state detecting function. Signals are set at intersections, railroad crossings, highway interchanges, and the like.
  • the lighting state of the signal is a stop instruction, a passing instruction, a slow-down instruction, and the like, and is distinguished by a color displayed on the signal, a lighting mode, and the like.
  • the control device 180 detects the color of the indicator lamp of the signal located ahead of the own vehicle from the image captured by the camera 150.
  • the signal indicator is in the “red” state
  • the light state is a stop instruction.
  • the lighting state is a passing instruction.
  • the lighting state may be determined to be the stopped state.
  • the control device 180 generates a vehicle speed command value based on the vehicle speed information of the own vehicle by the vehicle speed command value calculation function.
  • the vehicle speed command value is a target vehicle speed (target vehicle speed) for controlling the vehicle speed of the own vehicle.
  • target vehicle speed for controlling the vehicle speed of the own vehicle.
  • control device 180 calculates a vehicle speed command value based on the information on the set vehicle speed input by the user.
  • the control device 180 uses an in-vehicle sensor such as the camera 150.
  • the vehicle speed information of the preceding vehicle is acquired, and a vehicle speed command value is generated based on the vehicle speed information of the preceding vehicle. Further, when the own vehicle is controlled by the automatic driving control, the control device 180 acquires information on the legal speed limit of the lane in which the own vehicle is currently traveling from the map information, and the vehicle speed of the own vehicle is regulated by the legal speed. A vehicle speed command value is generated so as to be equal to or lower than an upper limit speed based on the vehicle speed limit.
  • the control device 180 controls the drive mechanism 170 by the travel control function, and executes automatic driving control for automatically performing all or a part of the travel of the own vehicle so that the own vehicle travels on the target travel route.
  • the traveling control function controls the operation of a drive mechanism 170 such as an engine and a brake when the preceding vehicle exists in front of the own vehicle, thereby controlling the inter-vehicle distance set by the inter-vehicle distance setting function.
  • An inter-vehicle distance control is performed to cause the own vehicle to travel a distance away from the preceding vehicle.
  • control device 180 controls the operation of the drive mechanism 170 such as the engine, the brake, and the steering actuator when the preceding vehicle is present in front of the own vehicle, so that the inter-vehicle distance between the own vehicle and the preceding vehicle can be calculated.
  • the automatic following control is performed to cause the own vehicle to travel so that the own vehicle follows the traveling locus of the preceding vehicle with the following distance set by the following distance setting function.
  • control device 180 controls the operation of drive mechanism 170 such as an engine or a brake to drive the own vehicle at a predetermined speed set by the driver.
  • the speed running control to be performed is executed.
  • the automatic driving control by the driving control function is performed in compliance with the traffic regulations of each country.
  • FIG. 2 is a graph showing characteristics of the vehicle speed command value when the preceding vehicle changes lanes while the own vehicle is following the preceding vehicle.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates a vehicle speed command value.
  • the vehicle speed command value corresponds to a vehicle speed controlled under automatic driving control.
  • the own vehicle follows the preceding vehicle by automatic driving control. There is an intersection in front of the host vehicle and the preceding vehicle. For example, at time t 1, preceding vehicle driver to visually intersection, and allowed to decelerate. Since the own vehicle follows the preceding vehicle, the own vehicle also decelerates. At the time of time t 2, the the preceding vehicle has performed lane changes for some reason. However, at this time, since the distance from the current position of the own vehicle to the intersection is longer than the signal recognition distance, the own vehicle cannot detect a feature near the intersection with the distance measurement sensor 140, the camera 150, or the like. When the preceding vehicle is no longer in front of the host vehicle, control device 180 increases the current vehicle speed to the vehicle speed set by the driver.
  • the running support apparatus 100 detects that there is a stop line in the vicinity of the intersection by the vehicle-mounted sensor.
  • the control device 180 calculates the distance from the current position of the host vehicle to the stop line, and compares the braking distance according to the current vehicle speed with the stop line distance.
  • the controller 180 in order to stop the vehicle before the stop line, stop and control the command vehicle speed of the vehicle
  • the vehicle speed command value is calculated so that the line vehicle speed commands match.
  • the stop line vehicle speed command is a command value determined by a braking distance or the like, and is a command value for stopping the own vehicle just before the stop line.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a flow of a control process according to the present embodiment.
  • the traveling control processing described below is executed by the control device 180.
  • the traveling control process described below is started when the ignition switch or the power switch is turned on, and is repeatedly executed at a predetermined cycle (for example, every 10 milliseconds) until the ignition switch or the power switch is turned off. Is done.
  • the automatic driving control is input (ON) by the driver
  • the driver sets the automatic driving control to ON via the input device 160, and when a preceding vehicle is present ahead of the own vehicle, the driver is separated from the preceding vehicle by the set inter-vehicle distance set by the driver. Then, the automatic following control for following the own vehicle is executed.
  • control device 180 calculates a vehicle speed command value based on the vehicle information.
  • the vehicle information includes vehicle speed information detected by the vehicle speed sensor 130, detection data detected by sensors such as the distance measurement sensors 140 and 150, operation information of the input device 160 operated by the user, map information, and the like.
  • the control device 180 acquires information on the preceding vehicle as vehicle information using the on-vehicle sensor, and calculates the vehicle speed of the preceding vehicle.
  • Control device 180 compares the current vehicle speed with the vehicle speed of the preceding vehicle, and calculates the vehicle speed command value and the target acceleration such that the current vehicle speed matches the vehicle speed of the preceding vehicle.
  • the control device 180 acquires the vehicle speed information from the input device 160 and calculates the vehicle speed command value and the target acceleration such that the current vehicle speed matches the driver's set vehicle speed. I do.
  • control device 180 may detect a feature to stop the vehicle ahead of the own vehicle in the course direction and / or information of a stop line existing in the previous direction of the own vehicle from map information or the like. Is obtained, the stop line distance from the current position of the own vehicle to the stop line is measured. The control device 180 acquires the current vehicle speed information and calculates the braking distance. The control device 180 calculates the vehicle speed command value and the target acceleration based on the stop line distance, the braking distance, and the current vehicle speed information so that the host vehicle stops before the stop line.
  • step S2 the control device 180 acquires the information of the stop line located ahead in the traveling direction of the own vehicle from the map information and / or the captured image of the camera 150 by the stop line obtaining function, and obtains the current information of the own vehicle. Calculate the distance from the position to the stop line.
  • control device 180 detects the lighting state of the signal from the image captured by camera 150.
  • the information on the lighting state of the signal is not limited to the image captured by the camera 150, and may be acquired by, for example, inter-vehicle communication or road-to-vehicle communication.
  • control device 180 sets a prefetch time based on the lighting state of the signal.
  • the length of the pre-reading time is set in advance according to the lighting state of the signal. If the lighting state is a stop instruction, control device 180 sets the prefetch time to a longer time. That is, when the lighting state is a stop instruction, control device 180 makes the prefetch time longer than when the lighting state is an instruction other than the stop instruction.
  • the control device 180 sets the pre-reading time to a shorter time.
  • control device 180 sets a shorter time than the pre-reading time set when the lighting state can be detected.
  • the control device 180 may set the prefetch time according to the current vehicle speed. For example, when the lighting state is a stop instruction and the vehicle speed is high, the control device 180 may set a longer pre-reading time to stop safely before a traffic light.
  • control device 180 calculates a prefetch vehicle speed command value based on the vehicle speed command value, the target acceleration, and the prefetch time.
  • the control device 180 predicts the presence of a stop line that arrives at the elapse of the pre-reading time from the current time, and when the own vehicle is accelerating, the acceleration is A pre-read vehicle speed command value is calculated so as to be suppressed.
  • vehicle speed control for suppressing acceleration is started at a position where the host vehicle is far from the position of the stop line, so that the vehicle speed changes at a gentle slope.
  • the vehicle speed control for suppressing the acceleration is started at a position where the own vehicle is close to the position of the stop line. Slow down. Therefore, the vehicle speed changes with a larger inclination than when the pre-reading time is long.
  • the control device 180 predicts the presence of a stop line that arrives at the elapse of the pre-reading time from the current time, and when decelerating the own vehicle, the deceleration start timing changes according to the length of the pre-reading time, A pre-read vehicle speed command value is calculated. If the pre-reading time is long, the deceleration timing is advanced in order to start deceleration from a position where the host vehicle is far from the stop line. On the other hand, when the pre-reading time is short, the deceleration timing is delayed and the deceleration amount is also reduced in order to start deceleration from a position where the own vehicle is near the stop line. That is, when the pre-reading time is short, the deceleration timing is delayed and the deceleration amount is small as compared with the case where the pre-reading time is long.
  • control device 180 calculates the vehicle speed command value based on the vehicle speed command value and the target acceleration calculated in the control processing of step S1.
  • control device 180 sets the current vehicle speed to the pre-read vehicle speed command value based on the difference between the pre-read vehicle speed command value and the vehicle speed command value (previous vehicle speed command value) calculated in the previous cycle.
  • the required acceleration is calculated.
  • Control device 180 may set a limit value for the amount of change in vehicle speed in order to prevent a sudden change in vehicle speed. For example, when accelerating the own vehicle, if the difference between the pre-read vehicle speed command value and the vehicle speed command value calculated in the previous cycle (previous vehicle speed command value) is larger than a preset upper limit value, the control device 180 calculates the required acceleration so that the amount of change in vehicle speed is equal to or less than the upper limit.
  • control device 180 calculates the control vehicle speed command value by adding the required acceleration to the vehicle speed command value (previous vehicle speed command value) calculated in the previous cycle. Then, control device 180 outputs the control vehicle speed command value to drive mechanism 170.
  • FIG. 4 is a graph showing the characteristics of the vehicle speed command value when the preceding vehicle changes lanes while the own vehicle is following the preceding vehicle. 4, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates a vehicle speed command value.
  • the own vehicle follows the preceding vehicle by automatic driving control. There is an intersection in front of the host vehicle and the preceding vehicle, and the lighting state is a stop instruction. For example, at time t 1, preceding vehicle driver to visually intersection, and allowed to decelerate. Since the own vehicle follows the preceding vehicle, the own vehicle also decelerates. At the time of time t 2, the the preceding vehicle has performed lane changes for some reason.
  • the control device 180 increases the vehicle speed command value so that the own vehicle follows the preceding vehicle.
  • the vehicle speed set by the driver since the vehicle speed set by the driver is lower than the vehicle speed of the preceding vehicle, the vehicle speed set by the driver becomes the upper limit vehicle speed, and the control device 180 changes the vehicle speed command value to the vehicle speed command value corresponding to the upper limit vehicle speed. Set (see graph a in FIG. 4).
  • the vehicle speed command value changes as shown by a graph b in FIG. If the look-ahead time is set, the time t 2 after the acceleration is suppressed. When the vehicle speed command value matches the stop line vehicle speed command value, the vehicle speed command value changes along the stop line vehicle speed command value.
  • the pre-reading time is set to a long time.
  • the vehicle speed command value changes as shown in a graph c of FIG. That is, compared with the graph b, the time t 2 after the acceleration is further suppressed.
  • the vehicle speed command value matches the stop line vehicle speed command value, the vehicle speed command value changes along the stop line vehicle speed command value. Thereby, unnecessary acceleration can be suppressed, and too strong acceleration can be suppressed. Also, the transition to deceleration can be smooth.
  • FIG. 5 is a graph showing characteristics of a vehicle speed command value when the own vehicle is traveling toward a signal.
  • the horizontal axis indicates the position of the host vehicle, and the vertical axis indicates the vehicle speed command value.
  • travel support apparatus 100 can not detect the lamp status signal.
  • travel support apparatus 100 can detect the lighting state of the signal.
  • the controller 180 When the vehicle is traveling between L 1 of L 2, the controller 180 (in the example of FIG. 5 position information of the signal) stop line information acquires, calculates a predicted vehicle speed command value.
  • the pre-read vehicle speed command value is a vehicle speed command value for stopping the vehicle just before the intersection with respect to the current vehicle speed.
  • the control device 180 executes the deceleration control before the own vehicle reaches the vehicle position (L 2 ). .
  • the vehicle speed command value changes as shown in a graph a of FIG.
  • the time is set to be shorter than the pre-reading time set when the lighting state can be detected.
  • the deceleration timing is delayed as compared with the graph a, and the deceleration amount is reduced as compared with the graph a. Accordingly, when the lighting state cannot be detected, excessive deceleration can be suppressed.
  • the control device 180 enters a state where the lighting state of the signal can be detected using the camera 150 and the like. In the example of FIG. 5, the control device 180 recognizes that it is not necessary to stop just before the intersection because the lighting state is a passing instruction, and increases the vehicle speed command value with the legally limited vehicle speed as an upper limit.
  • FIG. 6 is a graph showing characteristics of a vehicle speed command value when the host vehicle is traveling toward a signal.
  • the lighting state of a signal near the own vehicle (hereinafter, referred to as a first signal) is a passing instruction, and a signal far from the own vehicle (hereinafter, a second signal). ) Is a stop instruction.
  • the vehicle can not detect the lights state of the first signal, and can detect the lighting state of the second signal.
  • the control device 180 sets a prefetch time according to the lighting state of each signal.
  • the control device 180 sets a short pre-reading time (hereinafter, referred to as a first pre-reading time) in accordance with the first signal.
  • a second prefetch time since it is possible to detect that the lighting state of the second signal is a stop instruction, control device 180 sets a longer prefetch time (hereinafter, referred to as a second prefetch time) in accordance with the second signal.
  • the first look-ahead time is shorter than the second look-ahead time.
  • Control device 180 calculates a prefetch vehicle speed command value corresponding to a plurality of prefetch times. In other words, control device 180 sets a vehicle speed command value (hereinafter referred to as a first vehicle speed command value) when setting the first prefetch time, and a vehicle speed command value (hereinafter referred to as the second vehicle speed command value) when setting the second prefetch time. ) Is calculated. Control device 180 calculates the lower one of the first vehicle speed command value and the second vehicle speed command value as the control vehicle speed command value.
  • a vehicle speed command value hereinafter referred to as a first vehicle speed command value
  • the second vehicle speed command value vehicle speed command value
  • control device 180 calculates a second vehicle speed command value lower than the first vehicle speed command value as a control vehicle speed command value. Accordingly, even when a plurality of signals are installed and the lighting state of the signal on the side closer to the host vehicle cannot be detected, the vehicle speed can be controlled so that the vehicle can be stopped at the rear stop line.
  • the control device 180 generates the vehicle speed command value based on the vehicle information of the own vehicle, and determines the vehicle speed command value from the current time based on the information of the feature existing ahead in the traveling direction of the own vehicle.
  • a pre-read vehicle speed command value ahead of time (pre-read time) is calculated, and the own vehicle is controlled based on the pre-read vehicle speed command value.
  • a lighting state of a signal located around the own vehicle is detected, and a pre-reading time is set based on the lighting state.
  • the pre-reading time is made longer than when the lighting state is an instruction other than the stop instruction.
  • the signal is a stop instruction (displayed in red)
  • the pre-reading time unnecessary acceleration in front of the stop line can be suppressed, and the deceleration timing can be accelerated. As a result, the occupant can be given a sense of security.
  • the reading time is shortened as compared with the case where the lighting state can be detected. Accordingly, when the vehicle is at a distance where the lighting state cannot be detected despite the signal indicating the passage (blue display), unnecessary deceleration immediately before the stop line can be suppressed by shortening the pre-reading time. As a result, the sense of discomfort given to the occupant can be reduced.
  • a plurality of signals are respectively detected, a prefetch time is set for the plurality of detected signals, and a prefetch vehicle speed command value is calculated corresponding to the plurality of prefetch times, and a plurality of prefetch vehicle speeds are calculated.
  • the host vehicle is controlled based on the smallest vehicle speed command value among the command values.
  • the vehicle speed can be controlled so that the vehicle can be stopped at the rear stop line.
  • the control device 180 when switching from a state in which the lighting state of the signal is detected to be the stop instruction to a state in which the lighting state of the signal is not detectable, sets the lighting state to the stop instruction.
  • the pre-reading time is made longer than the pre-reading time when it is detected that For example, when the lighting state cannot be detected temporarily from the state in which the stop instruction can be detected, the fluctuation in deceleration can be suppressed by increasing the pre-reading time.
  • the control device 180 when changing the prefetch time, may limit the change amount of the prefetch time to a predetermined change amount threshold or less. Thereby, it is possible to suppress a rapid change in acceleration during deceleration or acceleration.
  • the end of the traveling direction of the own vehicle is not necessarily limited to the front of the own vehicle.
  • the end of the own vehicle is a branch road and a lane change is scheduled, even if it is detected as a feature located ahead of the course direction after the lane change. Good.
  • ⁇ 2nd Embodiment A driving support device according to another embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs from the above-described first embodiment in the method of calculating the target vehicle speed and the target acceleration in the control device 180. Other configurations and control processes are the same as those of the above-described first embodiment, and the description thereof will be appropriately used.
  • the control device 180 calculates the pre-read vehicle speed command value by a calculation method described below.
  • FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the vehicle speed command value when the preceding vehicle changes lanes while the own vehicle is following the preceding vehicle.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates a vehicle speed command value.
  • the own vehicle follows the preceding vehicle by automatic driving control. There is an intersection in front of the host vehicle and the preceding vehicle, and the lighting state is a stop instruction.
  • Time t 1 represents the current time t 0, rather than the current time t 1, shows a one cycle before the time in the calculation cycle.
  • Time between time t 1 and time t 2 shows a read-ahead time.
  • Controller 180 at time t 1, to obtain information stop line by the stop line acquisition function, and calculates the distance to the stop line from the current position of the vehicle.
  • the stop line is provided near the signal.
  • Control device 180 calculates a stop line vehicle speed command according to the distance to the stop line.
  • the stop line vehicle speed command indicates a target vehicle speed (hereinafter, also referred to as a target stop vehicle speed) for stopping before the stop line with respect to the position of the host vehicle.
  • control device 180 calculates a target acceleration for stopping before the stop line (hereinafter also referred to as a target stop acceleration) from the decrease amount of the vehicle speed indicated by the stop line vehicle speed command. Accordingly, the control device 180 calculates the current target stop vehicle speed (V ts1 ) and the current target stop acceleration (A ts1 ) based on the current vehicle information.
  • the control device 180 sets the prefetch time based on the lighting state of the signal.
  • the control device 180 calculates a prefetch target vehicle speed (V ts2 ) based on the current target stop vehicle speed (V ts1 ) and the current target stop acceleration (A ts1 ).
  • the look-ahead target vehicle speed (V ts2 ) is a target vehicle speed at the time (t 2 ) earlier than the current time (t 1 ) by the amount of the look-ahead time.
  • the control device 180 multiplies the pre- reading time by the target stop acceleration (A ts1 ) to calculate a speed reduction amount for the pre- reading time, and adds the speed reduction amount to the current target stop vehicle speed (V ts1 ).
  • the target vehicle speed (V ts2 ) is calculated.
  • Controller 180 based on the target vehicle speed calculated in the previous operation cycle (V t0) and prefetch target vehicle speed (V ts2), for changing from the previous target vehicle speed (V t0) to prefetch target vehicle speed (V ts2)
  • the required acceleration (A r ) required for is calculated.
  • the control device 180 calculates a speed difference between the target vehicle speed (V t0 ) and the pre- read target vehicle speed (V ts2 ), and calculates the calculated speed difference from the previous calculation cycle time (t 0 ) to time (t 2 ).
  • the required acceleration (A r ) is calculated by dividing by the time up to.
  • control device 180 calculates the current target vehicle speed based on the target vehicle speed (V t0 ) and the required acceleration (A r ). Specifically, control device 180 calculates the amount of change in speed by multiplying the required acceleration (A r ) by the time of the calculation period, and adds the calculated amount of change in speed to target vehicle speed (V t0 ). Then, the current target vehicle speed ( Vt1 ) is calculated.
  • the control device 180 calculates the target stop vehicle speed (V ts1 ) and the target stop acceleration (A ts1 ) for stopping the own vehicle near the signal based on the vehicle information, respectively. calculating a read-ahead target vehicle speed (V ts2) based on the current target stop vehicle speed (V ts1) and the current target stop acceleration (a ts1), prefetching the target vehicle speed from the vehicle speed (V t0) shown in the previous command vehicle speed The required acceleration (A r ) required to change the current vehicle speed to (V ts2 ) is calculated, and the current target vehicle speed (V t1 ) is calculated based on the calculation cycle of the vehicle speed command value and the required acceleration (A r ).
  • the target vehicle speed after the pre- reading time can be calculated from the target stop vehicle speed (V ts1 ) and the target stop acceleration (A ts1 ). Further, it calculates the current target vehicle speed (V t1) from a prefetch target vehicle speed (V ts2) vehicle speed (V t0) shown in the previous command vehicle speed.
  • a driving support device according to another embodiment of the present invention will be described.
  • This embodiment is different from the above-described second embodiment in that an upper limit acceleration is set for a required acceleration.
  • Other configurations and control processes are the same as those of the above-described second embodiment, and the description thereof will be appropriately used.
  • FIG. 8 is a graph showing the characteristics of the vehicle speed command value when the preceding vehicle changes lanes while the own vehicle is following the preceding vehicle.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates a vehicle speed command value.
  • the own vehicle follows the preceding vehicle by automatic driving control. There is an intersection in front of the host vehicle and the preceding vehicle, and the lighting state is a stop instruction.
  • Time t 1 represents the current time t 0, rather than the current time t 1, shows a one cycle before the time in the calculation cycle.
  • Time between time t 1 and time t 2 shows a read-ahead time.
  • the upper limit acceleration is set in advance for the required acceleration (A r ).
  • the controller 180 calculates the required acceleration (A r ) based on the target vehicle speed (V t0 ) and the pre- read target vehicle speed (V ts2 ) calculated in the previous calculation cycle, and then calculates the calculated required acceleration (A r ). Compare with the upper limit acceleration.
  • control device 180 selects the target vehicle speed indicated by the current vehicle speed command value as the target vehicle speed for vehicle control, instead of the prefetch target vehicle speed.
  • the target vehicle speed indicated by the current vehicle speed command value is, for example, a vehicle speed determined by a required torque according to an accelerator operation.
  • the accelerator operation by the driver when there is an acceleration request, when the vehicle speed is controlled based on the read-ahead target vehicle speed, there is a risk that accelerating is suppressed. Therefore, in the present embodiment, when the required acceleration (A r ) is higher than the upper limit acceleration, the pre-read target vehicle speed is not selected as the control vehicle speed.
  • control device 180 calculates the current target vehicle speed based on the target vehicle speed (V t0 ) and the required acceleration (A r ). Then, control device 180 selects the current target vehicle speed calculated based on the required acceleration (A r ) as the target vehicle speed for control.
  • the control device 180 when the required acceleration (A r ) is higher than the predetermined upper limit acceleration, the control device 180 indicates the current vehicle speed command value instead of the prefetch target vehicle speed (V ts2 ).
  • the target vehicle speed is selected as a target vehicle speed for vehicle control. Thereby, the vehicle speed command value can be instantaneously increased.
  • ⁇ 4th Embodiment A driving support device according to another embodiment of the present invention will be described.
  • the present embodiment is different from the above-described second embodiment in that an allowable range of a prefetch target vehicle speed (V ts2 ) is set.
  • V ts2 a prefetch target vehicle speed
  • Other configurations and control processing are the same as those of the above-described second embodiment, and the description of the second embodiment or the third embodiment will be appropriately used.
  • FIG. 9 is a graph showing characteristics of the vehicle speed command value when the preceding vehicle changes lanes while the own vehicle is following the preceding vehicle.
  • the horizontal axis indicates time
  • the vertical axis indicates a vehicle speed command value.
  • the own vehicle follows the preceding vehicle by automatic driving control. There is an intersection in front of the host vehicle and the preceding vehicle, and the lighting state is a stop instruction.
  • Time t 1 represents the current time t 0, rather than the current time t 1, shows a one cycle before the time in the calculation cycle.
  • Time between time t 1 and time t 2 shows a read-ahead time.
  • the slope indicating the stop line vehicle speed command increases in the negative direction as shown in the graph b of FIG.
  • the vehicle speed (V ts2 ) may be negative.
  • the vehicle speed is controlled based on the negative look-ahead vehicle speed target vehicle speed (V ts2 )
  • the brake amount near the stop line increases, and the behavior of the vehicle when the vehicle stops is increased.
  • the allowable range of the prefetch target vehicle speed (V ts2 ) is set in order to prevent the behavior of the vehicle when the vehicle is stopped from increasing.
  • the allowable range of the target vehicle speed (V ts2 ) is set to a positive range.
  • the control device 180 compares the calculated look-ahead target vehicle speed (V ts2 ) with a lower limit value of an allowable range. The lower limit of the allowable range is zero. If the target vehicle speed (V ts2 ) is lower than the lower limit value of the allowable range, that is, if the target vehicle speed (V ts2 ) is a negative value, the control device 180 determines that the target vehicle speed (V ts2 ) is equal to the target vehicle speed (V ts2 ).
  • the prefetch target vehicle speed (V ts2 ) is limited to an allowable range so as to be a positive value.
  • the graph a indicates the prefetch target vehicle speed (V ts2 ) after the restriction.
  • the target vehicle speed (V ts2 ) is limited to the lower limit of zero, so that the slope indicating the stop line vehicle speed command becomes gentler than the graph b. Thus, the vehicle can be smoothly stopped at the stop line.
  • the look-ahead target vehicle speed is limited within a predetermined allowable range. This prevents the target vehicle speed at the current time from becoming negative, and smoothly stops the vehicle at the stop line. be able to.
  • REFERENCE SIGNS LIST 100 driving support device 110 own vehicle position detecting device 120 map database 130 vehicle speed sensor 140 ranging sensor 150 camera 160 input device 170 driving mechanism 180 control device 190 yaw rate sensor

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Abstract

プロセッサに実行にさせる、車両の走行支援方法であって、自車両の車両情報に基づき車速指令値を生成し、自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間(先読み時間)先の先読み車速指令値を演算し、先読み車速指令値に基づき自車両を制御する。また自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、灯火状態に基づき先読み時間を設定する。

Description

走行支援方法および走行支援装置
 本発明は、車両の走行を制御する走行支援方法および走行支援装置に関する。
 運転支援装置において、車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得し、前方環境情報に基づいて前方認識可能距離を推定し、前方認識可能距離以内の制動距離となる速度を制限速度として算出し、先行車が存在する場合は、先行車と予め設定される車間距離を保って追従走行する車速を目標車速とし、先行車が存在しない場合は、予め設定される車速を目標車速とし、これらの目標車速を少なくとも上記制限速度以下となるように制限するものが知られている(たとえば特許文献1)。
特開2016−141387号公報
 しかしながら、上記従来技術において、例えば、車両の前方に設定された信号の灯火状態が停止指示の状態で、先行車が車線変更により存在しなくなった場合には、前方の信号の灯火状態が停止状態にもかかわらず、不要な加速が発生するという問題がある。
 本発明が解決しようとする課題は、不要な速度制御を抑制できる走行支援方法及び走行支援装置を提供することである。
 本発明は、自車両の車両情報に基づき車速指令値を生成し、自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間(先読み時間)先の先読み車速指令値を演算し、先読み車速指令値に基づき自車両を制御する。また自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、灯火状態に基づき先読み時間を設定することで、上記課題を解決する。
 本発明によれば、不要な速度制御を抑制できる。
本発明の一実施の形態に係る走行支援装置を示すブロック図である。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 図1の制御装置における走行支援処理のフローチャートを説明するためのブロック図である。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。
 以下、本発明の一実施の形態に係る車両の走行支援装置及び方法を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される走行支援装置を例示して本発明を説明する。
《第1実施形態》
 図1は、本発明の実施形態に係る車両の走行支援装置100の構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る走行支援装置100は、自車位置検出装置110と、地図データベース120と、車速センサ130と、測距センサ140と、カメラ150と、駆動機構170と、制御装置180と、ヨーレートセンサ190とを備える。これら装置は、相互に情報の授受を行うためにCAN(Controller Area Network)その他の車載LANによって接続されている。
 自車位置検出装置110は、GPSユニットを備え、複数の衛星通信から送信される電波をロケータ(GPSアンテナ)により検出して、自車両の位置情報を、周期的に取得するとともに、取得した自車両の位置情報と、ジャイロセンサから取得した角度変化情報と、車速センサから取得した車速とに基づいて、自車両の現在位置を検出する。また、自車位置検出装置110は、周知のマップマッチング技術を用いて、自車両の位置を検出することもできる。
 地図データベース120には、地図情報が格納されている。地図データベース120が記憶する地図情報には、各地図座標における道路形状の情報、たとえばカーブ、坂道、交差点、インターチェンジ、狭路、直線路、路肩構造物、合流地点に関する属性が、地図座標に対応付けて記録されている。また地図情報は、停止線、道路標識などの地物の情報を含んでいる。道路標識は、例えば信号有りを示す標識、車両停止を示す標識などである。
 車速センサ130は、ドライブシャフトなどの駆動系の回転速度を計測し、これに基づいて自車両の走行速度(以下、車速ともいう)を検出する。車速センサ130により検出された自車両の車速情報は制御装置180に出力される。ヨーレートセンサ190は、車室内などの適宜箇所に装着され、自車両のヨーレート(旋回方向への回転角の変化速度)を検出し、検出された自車両のヨーレート情報は制御装置180に出力される。
 測距センサ140は、自車両の周囲に存在する対象物を検出する。また、測距センサ140は、自車両と対象物との相対距離および相対速度を演算する。測距センサ140により検出された対象物の情報は制御装置180に送信される。なお、このような測距センサ140としては、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなど(LRF等)を用いることができる。
 カメラ150は、自車両の周囲に存在する、道路や対象物等の地物を撮像する。本実施形態において、カメラ150は、自車両の前方を撮像する。カメラ150により撮像された画像情報は制御装置180に送信される。カメラ150は、自車両の前方を撮像するカメラ及び/又は自車両の側方を撮像するカメラである。
 入力装置160は、ドライバーが操作可能な操作部材である。本実施形態において、ドライバーは入力装置160を操作することで、自動運転制御のオン/オフを設定することができる。なお、本実施形態に係る車両の自動運転制御では、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、自車両と先行車両との車間距離をドライバーが設定した車間距離に維持して、自車両が先行車両を追随するように、自車両を走行させる車間距離制御(先行車追随制御)が行われ、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、ドライバーが設定した車速で自車両を走行させる速度制御が行われる。また、本実施形態において、ドライバーは入力装置160を操作することで、速度制御における自車両の設定車速(例えば、具体的な速度値)および車間距離制御における設定車間距離(たとえば、短、中、長の三段階)を設定することができる。
 駆動機構170には、自車両を自動走行させるためのエンジン及び/又はモータ(動力系)、ブレーキ(制動系)およびステアリングアクチュエータ(操舵系)などが含まれる。本実施形態では、後述する自動運転制御が行われる際に、制御装置180により、駆動機構170の動作が制御される。
 制御装置180は、プロセッサを有したコンピュータであって、自車両の走行を制御するためのプログラムを格納したROM(Read Only Memory)と、このROMに格納されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、アクセス可能な記憶装置として機能するRAM(Random Access Memory)とから構成される。なお、動作回路としては、CPU(Central Processing Unit)に代えて又はこれとともに、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などを用いることができる。
 制御装置180は、ROMに格納されたプログラムをCPUにより実行することにより、停車線距離取得機能、信号灯火状態検出機能、車速指令値生成機能、自車両の走行を制御する走行制御機能(自動追従機能を含む)とを実現する。以下において、制御装置180が備える各機能について説明する。なお、制御装置180は、以下に説明する機能の他に、例えば自車位置を検出する推定する機能など、他の機能も有している。
 制御装置180は、停止線距離取得機能により、自車両の進路方向の先に位置する停止線の情報を取得する。停止線は、例えば信号の付近の道路に引かれた線である。制御装置180は、測距センサ140、カメラ150等の車載センサの検出データに基づき、停止線の情報を取得する。停止線の情報は、少なくとも停止線の位置情報を含んでいる。地図データベース120に記録されている地図情報が停止線情報を含む場合には、制御装置180は、地図情報から停止線情報を取得してもよい。なお、停止線の情報は、必ずしも道路に書かれた白線に限らない。例えば、自車の現在位置から停止線までの距離が遠く、カメラ150により停止線を撮像できない場合には、制御装置180は、例えば、交差点又は踏切の情報を停車線情報として取得してもよい。すなわち、交差点又は踏切付近には、停止線がかかれているため、交差点等の情報を、停止線情報としてもよい。制御装置180は、自車位置検出装置110により検出された自車位置及び地図情報に基づき、地図上における自車位置を推定する。そして、制御装置180は、現在の自車位置から停止線までの停止線距離を演算する。
 制御装置180は、信号灯火状態検出機能により、自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出する。信号は、交差点、踏切、高速道路のインターチェンジなどに設定されている。信号の灯火状態は、停止指示、通過指示、徐行指示等であって、信号に表示される色、点灯の形態などで区別される。例えば、制御装置180は、カメラ150の撮像画像から、自車両の先に位置する信号の表示灯の色を検出する。信号の表示灯が「赤」の状態である場合には、灯火状態は停止指示となる。信号の表示灯が「青(緑)」又は「黄」の状態である場合には、灯火状態は通過指示となる。なお、以下の走行支援制御において、信号の表示灯が「黄」の場合には、灯火状態は停止状態と判定してもよい。
 制御装置180は、車速指令値演算機能により、自車両の車速情報に基づき車速指令値を生成する。車速指令値は、自車両の車速を制御するための車速の目標値(目標車速)である。例えば、ドライバーが設定した設定車速で自車両を走行させる場合には、制御装置180はユーザから入力された設定車速の情報に基づき、車速指令値を演算する。また、自車両と先行車両との車間距離を維持しつつ、自車両が先行車両を追従するような自動運転制御を実行する場合には、制御装置180は、カメラ150等の車載センサを用いて先行車両の車速情報を取得し、先行車両の車速情報に基づき車速指令値を生成する。また、自車両を自動運転制御で制御する場合には、制御装置180は、地図情報から、自車両が現在走行している車線の法定制限速度の情報を取得し、自車両の車速が、法定制限車速に基づく上限速度以下になるように、車速指令値を生成する。
 制御装置180は、走行制御機能により、駆動機構170を制御することで、自車両が目標走行経路を走行するように、自車両の走行の全部または一部を自動で行う自動運転制御を実行する。たとえば、本実施形態における走行制御機能は、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、エンジンやブレーキなどの駆動機構170の動作を制御することで、車間距離設定機能により設定された車間距離だけ先行車両から離れて自車両を走行させる車間距離制御を実行する。また、制御装置180は、自車両の前方に先行車両が存在する場合に、エンジン、ブレーキ、ステアリングアクチュエータなどの駆動機構170の動作を制御することで、自車両と先行車両との車間距離を、車間距離設定機能により設定された車間距離にして、先行車両が走行した走行軌跡を自車両が追従走行するように、自車両を走行させる自動追従制御を実行する。さらに、制御装置180は、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、エンジンやブレーキなどの駆動機構170の動作を制御することで、ドライバーが設定した所定の設定速度で自車両を走行させる速度走行制御を実行する。なお、走行制御機能による自動運転制御は、各国の交通法規を遵守した上で実行される。
 ここで、自動追従制御と、停止線を検出して停止線の前で停止する際の減速制御について、図2を用いて説明する。図2は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図2において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。車速指令値は、自動運転制御の下で制御されている車速に相当する。
 自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点がある。例えば、時刻tの時点で、先行車のドライバーが交差点を目視し、減速させたとする。自車両は先行車に追従するために、自車両も減速する。時刻tの時点で、先行車が何らかの理由で車線変更を行ったとする。ただし、この時点で、自車両の現在位置から交差点までの距離は、信号認識距離より長いため、自車両は、測距センサ140、カメラ150等で、交差点付近の地物を検出できない。先行車が自車両の前方からいなくなると、制御装置180は、現在の車速を、ドライバーにより設定された車速まで高くする。そのため、自車両の車速は、時刻t以降、高くなる。そして、時刻tの時点、又は、時刻tから時刻tまでの間に、走行支援装置100は、車載センサにより交差点付近に停止線があることを検出する。制御装置180は、自車両の現在位置から停止線までの距離を演算し、現在の車速に応じた制動距離と、停止線距離を比較する。
 図2の例では、時刻tの時点で、制動距離が停止線距離と等しくなるため、制御装置180は、停止線の手前で自車両を停車させるために、自車両の制御車速指令と停止線車速指令が一致するように、車速指令値を演算する。停止線車速指令は、制動距離等により決まる指令値であって、停止線の手前で自車両を停車させるための指令値である。
 上記のように、図2の例では、自車両の前方に停止線があるにもかからず、時刻tから時刻tまでの間で不要な加速が発生している。本実施形態では、このような不要な加速を防ぐために、停止線など、車速制御に影響する地物が自車両の進路方向の先にある場合には、現在の時刻より所定時間先の車速を、先読みで車速として演算している。つまり、制御装置180は、現在よりも先の時間における車速を予測している。現在の時刻より先の所定時間が先読み時間となる。
 次に、車両の走行を支援するための制御処理を説明する。図3は、本実施形態の制御処理のフローを示すブロック図である。なお、以下に説明する走行制御処理は、制御装置180により実行される。また、以下に説明する走行制御処理は、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオンになった場合に開始し、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオフとなるまで所定の周期で(たとえば10ミリ秒ごとに)繰り返し実行される。
 また以下においては、ドライバーにより自動運転制御が入力(オン)されている場面を例示して説明する。すなわち、ドライバーが入力装置160を介して自動運転制御をオンに設定し、これにより、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、ドライバーが設定した設定車間距離だけ先行車両から離れた状態で、自車両を追従する自動追従制御が実行される。
 ステップS1にて、制御装置180は、車両情報に基づき車速指令値を演算する。車両情報は、車速センサ130で検出される車速情報、測距センサ140、150等のセンサで検出される検出データ、ユーザにより操作される入力装置160の操作情報、地図情報等である。例えば、自車両が先行車に追従する場合には、制御装置180は、車載センサを用いて、先行車の情報を車両情報として取得し、先行車の車速を演算する。制御装置180は、現在の車速と先行車の車速を比較し、現在の車速が先行車の車速と一致するように、車速指令値及び目標加速度を演算する。また、制御装置180は、ドライバーの設定車速で制御を行う場合には、入力装置160から車速情報を取得し、現在の車速がドライバー設定車速と一致するように、車速指令値及び目標加速度を演算する。
 また、制御装置180は、自車両の進路方向の先に、車両を停車すべき地物を検出した場合、及び/又は、地図情報等から自車両の進路方向の先に存在する停止線の情報を取得した場合には、自車両の現在位置から停止線までの停止線距離を測定する。制御装置180は、現在の車速情報を取得し制動距離を演算する。制御装置180は、停止線距離、制動距離、及び現在の車速情報に基づき、自車両が停止線の手前で停止するように、車速指令値及び目標加速度を演算する。
 ステップS2にて、制御装置180は、停止線取得機能により、地図情報及び/又はカメラ150の撮像画像から、自車両の進路方向の先に位置する停止線の情報を取得し、自車両の現在位置から停止線までの距離を演算する。
 ステップS3にて、制御装置180は、カメラ150の撮像画像から、信号の灯火状態を検出する。なお、信号の灯火状態の情報は、カメラ150の撮像画像に限らず、例えば車車間通信、路車間通信で取得してもよい。
 ステップS4にて、制御装置180は、信号の灯火状態に基づき先読み時間を設定する。先読み時間の長さは、信号の灯火状態に応じて予め設定されている。灯火状態が停止指示である場合には、制御装置180は、先読み時間を長めの時間に設定する。すなわち、制御装置180は、灯火状態が停止指示である場合には、灯火状態が停止指示以外の指示である場合と比較して、先読み時間を長くする。灯火状態が停止指示以外の指示(例えば通過指示)の場合には、制御装置180は、先読み時間を短めの時間に設定する。また、制御装置180は、灯火状態を検出できない場合には、灯火状態を検出できる場合に設定される先読み時間よりも、短い時間に設定する。制御装置180は、現在の車速の大きさに応じて、先読み時間を設定してもよい。例えば、灯火状態が停止指示であり、車速が大きい場合に、制御装置180は、信号の手前で安全に停車するために、先読み時間を長めに設定してもよい。
 ステップS5にて、制御装置180は、車速指令値、目標加速度、及び先読み時間に基づき、先読み車速指令値を演算する。先読み時間が設定されている場合には、制御装置180は、現在の時刻から先読み時間の経過時点で到達する停止線の存在を予想し、自車両が加速している場合には、その加速が抑制されるように、先読み車速指令値を演算する。このとき、先読み時間が長い場合には、自車位置が停止線の位置から遠い位置で、加速を抑制する車速制御が開始されるため、車速は緩い傾斜で推移する。一方、先読み時間が短い場合には、自車位置が停止線の位置から近い位置で、加速を抑制する車速制御が開始されるため、加速を抑制するタイミングが、先読み時間が長い場合と比較して遅くなる。そのため、車速は、先読み時間が長い場合よりも大きな傾きで推移する。
 制御装置180は、現在の時刻から先読み時間の経過時点で到達する停止線の存在を予想し、自車両を減速させる場合には、先読み時間の長さに応じて減速開始タイミングが変わるように、先読み車速指令値を演算する。先読み時間が長い場合には、自車位置が停止線から遠い位置から減速を開始するために、減速タイミングを早める。一方、先読み時間が短い場合には、自車位置が停止線に近い位置から減速を開始するために、減速タイミングを遅くし、減速量も小さくする。すなわち、先読み時間が短い場合には、先読み時間が長い場合と比較して、減速タイミングが遅くなり、減速量が小さくなる。
 先読み時間が設定されていない場合には、制御装置180は、ステップS1の制御処理で演算された車速指令値と目標加速度に基づき、車速指令値を演算する。
 ステップS6にて、制御装置180は、先読み車速指令値と、前回周期で演算された車速指令値(前回車速指令値)との差異に基づき、現在の車速を先読み車速指令値と一致させるために必要な必要加速度を演算する。なお、制御装置180は、車速の急変を防ぐために、車速の変化量に対して制限値を設けてもよい。例えば、自車両を加速させる際に、先読み車速指令値と、前回周期で演算された車速指令値(前回車速指令値)との差異が、予め設定された上限値より大きい場合には、制御装置180は、車速の変化量が上限値以下になるように、必要加速度を演算する。
 ステップS7にて、制御装置180は、前回周期で演算された車速指令値(前回車速指令値)に必要加速度を加算して、制御車速指令値を演算する。そして、制御装置180は、制御車速指令値を駆動機構170に出力する。
 次に、上記の制御フローで制御した場合の、自車両の車速変化を説明する。
 図4は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図4において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。例えば、時刻tの時点で、先行車のドライバーが交差点を目視し、減速させたとする。自車両は先行車に追従するために、自車両も減速する。時刻tの時点で、先行車が何らかの理由で車線変更を行ったとする。
 本実施形態とは異なり、先読み車速指令値を演算しない場合には、制御装置180は、自車両を先行車に追従させるために、車速指令値を大きくする。図3の例では、ドライバーが設定する車速が先行車の車速より低いため、ドライバーにより設定された車速が上限車速となり、制御装置180は、車速指令値を、上限車速に対応する車速指令値に設定する(図4のグラフaを参照)。
 また、先読み時間を固定した場合には、車速指令値は図4のグラフbのように推移する。先読み時間が設定されている場合には、時刻t以降の加速が抑制される。そして、車速指令値が停止線車速指令値と一致すると、車速指令値は、停止線車速指令値に沿って推移する。
 本実施形態では、灯火状態が停止指示になっているため、先読み時間が長い時間に設定される。車速指令値は図4のグラフcのように推移する。すなわち、グラフbと比較して、時刻t以降の加速がより抑制される。そして、車速指令値が停止線車速指令値と一致すると、車速指令値は、停止線車速指令値に沿って推移する。これにより、不要な加速を抑制し、強すぎる加速も抑制できる。また、減速への推移も滑らかできる。
 図5は、自車両が信号に向かって走行している時の車速指令値の特性を示すグラフである。図5において、横軸は自車両の位置を示し、縦軸は車速指令値を示す。図5のグラフにおいて、自車両がLからLの間を走行している場合には、走行支援装置100は信号の灯火状態を検出できない。自車両がLからLの間を走行している場合には、走行支援装置100は、信号の灯火状態を検出できる。
 自車両がLからLの間を走行している場合に、制御装置180は、停止線情報(図5の例では信号の位置情報)を取得し、先読み車速指令値を演算する。先読み車速指令値は、現在の車速に対して交差点の手前で停車するための車速指令値である。信号の灯火状態は検出できないが、自車両の前方に信号が設置されることは認識できるため、制御装置180は、自車両が車両位置(L)に到達する前に、減速制御を実行する。
 先読み時間を固定した場合には、車速指令値は図5のグラフaのように推移する。本実施形態では、灯火状態を検出できない場合には、灯火状態を検出できる場合に設定される先読み時間よりも、短い時間に設定する。そのため、グラフbに示すように、本実施形態では、減速タイミングがグラフaと比較して遅くなり、減速量はグラフaと比較して小さくなる。これにより、灯火状態を検出できない場合には、過度に減速することを抑制できる。そして、自車両が車両位置(L)に到達すると、制御装置180は、カメラ150等を用いて、信号の灯火状態を検出できる状態になる。図5の例では、灯火状態が通過指示のため、制御装置180は、交差点の手前で停車する必要がないことを認識し、法定制限車速を上限に車速指令値を大きくする。
 図6は、自車両が信号に向かって走行している時の車速指令値の特性を示すグラフである。図6の例では、自車両に対して近い位置にある信号(以下、第1信号と称す)の灯火状態は通過指示であり、自車両に対して遠い位置にある信号(以下、第2信号と称す)の灯火状態は停止指示である。時間tの時点で、自車両は、第1信号の灯火状態を検出できず、第2信号の灯火状態を検出できるとする。
 制御装置180は、自車両の進路方向の先に存在する地物として、複数の信号を検出できる場合には、それぞれの信号の灯火状態に応じて先読み時間を設定する。図6の例では、第1信号の灯火状態を検出することができないため、制御装置180は、第1信号に対応させて、短い先読み時間(以下、第1先読み時間と称す。)を設定する。一方、第2信号の灯火状態が停止指示であることを検出できるため、制御装置180は、第2信号に対応させて、長めの先読み時間(以下、第2先読み時間と称す。)を設定する。第1先読み時間は第2先読み時間より短い。
 制御装置180は、複数の先読み時時間に対応させて、先読み車速指令値をそれぞれ演算する。すなわち、制御装置180は、第1先読み時間に設定する場合の車速指令値(以下、第1車速指令値)と、第2先読み時間に設定する場合の車速指令値(以下、第2車速指令値)とを演算する。制御装置180は、第1車速指令値と第2車速指令値のうち低い方の指令値を、制御車速指令値として演算する。
 図6に示すように、制御装置180は、第1車速指令値よりも低い第2車速指令値を、制御車速指令値として演算する。これにより、複数の信号が設置されており、自車両に近い側の信号の灯火状態を検出できない場合も、後方の停止線で停止できるように、車速を制御できる。
 上記のように本実施形態では、制御装置180は、自車両の車両情報に基づき車速指令値を生成し、自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間(先読み時間)先の先読み車速指令値を演算し、先読み車速指令値に基づき自車両を制御する。また自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、灯火状態に基づき先読み時間を設定する。これにより、停止指示の信号手前での不要な加速を抑制できる。
 また本実施形態では、灯火状態が停止指示である場合には、灯火状態が停止指示以外の指示である場合と比較して、先読み時間を長くする。これにより、信号が停止指示(赤表示)であれば、先読み時間を長くすることで、停止線手前での不要な加速を抑制でき、減速タイミングを早くすることができる。その結果として、乗員に安心感を与えることができる。
 また本実施形態では、灯火状態を検出できない場合には、灯火状態を検出できる場合と比較して、読み取り時間を短くする。これにより、信号が通過指示(青表示)にもかかわらず、自車両が灯火状態を検出できない距離にいる場合、先読み時間を短くすることで、停止線手前での不要な減速を抑制できる。その結果として、乗員に与える違和感を低減できる。
 また本実施形態では、複数の信号をそれぞれ検出し、検出された複数の信号に対して先読み時間を設定し、複数の先読み時間に対応させて先読み車速指令値をそれぞれ演算し、複数の先読み車速指令値のうち、最も小さい車速指令値に基づき前記自車両を制御する。これにより、例えば、複数の信号が設置されており、自車両に近い側の信号の灯火状態を検出できない場合も、後方の停止線で停止できるように、車速を制御できる。
 また本実施形態の変形例として、信号の灯火状態が停止指示であることを検出した状態から、信号の灯火状態を検出できない状態に切り替わった場合には、制御装置180は、灯火状態が停止指示であることを検出している場合の先読み時間と比較して、先読み時間を長くする。例えば、停止指示を検出できる状態から、一時的に灯火状態を検出できなくなった場合には、先読み時間を長くすることで、減速度変動を抑制できる。
 また本実施形態の変形例として、先読み時間を変更する場合に、制御装置180は、先読み時間の変化量を所定の変化量閾値以下に制限してもよい。これにより、減速中又は加速中に、加速度が急激に変化することを抑制できる。
 なお、本実施形態では、地物を検出する場合に、自車両の進路方向の先は必ずしも自車両の前方に限らない。例えば、自車両が走行している状態で、自車両の先が分岐路であり車線変更を予定している場合には、車線変更後の進路方向の先に位置する地物として検出してもよい。
《第2実施形態》
 本発明の他の実施形態に係る走行支援装置を説明する。本実施形態では、上述した第1実施形態に対して、制御装置180における目標車速及び目標加速度の演算方法が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第1実施形態と同じであり、その記載を適宜、援用する。
 制御装置180は、以下に説明する演算方法で、先読み車速指令値を演算している。
 図7は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図7において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。時刻tは現在の時刻を示し、時刻tは、現在の時刻tよりも、演算周期で1周期分前の時刻を示している。時刻tと時刻tとの間の時間は、先読み時間を示している。
 制御装置180は、時刻tの時点で、停止線取得機能により停止線の情報を取得し、自車両の現在位置から停止線までの距離を演算する。停止線は、信号付近に設けられている。制御装置180は、停止線までの距離に応じて、停止線車速指令を演算する。停止線車速指令は、自車両の位置に対して停止線の手前で止まるための目標車速(以下、目標停止車速とも称す。)を示している。また、制御装置180は、停止線車速指令で示される車速の減少量から、停止線の手前で停止するための目標加速度(以下目標停止加速度とも称す。)を演算する。これにより、制御装置180は、現在の車両情報に基づき、現在の目標停止車速(Vts1)及び現在の目標停止加速度(Ats1)を演算する。
 制御装置180は、信号の灯火状態に基づき先読み時間を設定する。制御装置180は、現在の目標停止車速(Vts1)及び現在の目標停止加速度(Ats1)に基づき、先読み目標車速(Vts2)を演算する。先読み目標車速(Vts2)は、現在の時刻(t)よりも先読み時間分、先の時刻(t)の目標車速である。制御装置180は、先読み時間に目標停止加速度(Ats1)を乗算することで、先読み時間分の速度の減少量を演算し、現在の目標停止車速(Vts1)に速度の減少量を加算することで、先読み目標車速(Vts2)を演算する。
 制御装置180は、前回の演算周期で演算された目標車速(Vt0)と先読み目標車速(Vts2)に基づき、前回の目標車速(Vt0)から先読み目標車速(Vts2)まで変化させるために必要な必要加速度(A)を演算する。制御装置180は、目標車速(Vt0)と先読み目標車速(Vts2)との速度差を演算し、演算された速度差を、前回の演算周期の時刻(t)から時刻(t)までの時間で除算することで、必要加速度(A)を演算する。
 次に、制御装置180は、目標車速(Vt0)と必要加速度(A)に基づき、現在の目標車速を演算する。具体的には、制御装置180は、必要加速度(A)に演算周期分の時間を乗算して速度の変化量を演算し、目標車速(Vt0)に演算された速度変化量を加算して、現在の目標車速(Vt1)を演算する。
 上記のように本実施形態では、制御装置180は、車両情報に基づき、自車両が信号の付近で停止するための目標停止車速(Vts1)及び目標停止加速度(Ats1)をそれぞれ演算し、現在の目標停止車速(Vts1)と現在の目標停止加速度(Ats1)に基づいて先読み目標車速(Vts2)を演算し、前回の車速指令値で示される車速(Vt0)から先読み目標車速(Vts2)まで変化させるために必要な必要加速度(A)を演算し、車速指令値の演算周期と必要加速度(A)に基づき、現在の目標車速(Vt1)を演算する。これにより、先読み時間後の目標車速を直接的に演算できない場合に、目標停止車速(Vts1)及び目標停止加速度(Ats1)から、先読み時間後の目標車速を演算できる。また、前回の車速指令値で示される車速(Vt0)から先読み目標車速(Vts2)から現在の目標車速(Vt1)を演算できる。
《第3実施形態》
 本発明の他の実施形態に係る走行支援装置を説明する。本実施形態では、上述した第2実施形態に対して、必要加速度に対して上限加速度が設定されている点が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第2実施形態と同じであり、その記載を適宜、援用する。
 図8は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図8において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。時刻tは現在の時刻を示し、時刻tは、現在の時刻tよりも、演算周期で1周期分前の時刻を示している。時刻tと時刻tとの間の時間は、先読み時間を示している。
 本実施形態では、必要加速度(A)に対して上限加速度が予め設定されている。制御装置180は、前回の演算周期で演算された目標車速(Vt0)と先読み目標車速(Vts2)に基づき必要加速度(A)を演算した後に、演算された必要加速度(A)と上限加速度とを比較する。必要加速度(A)が上限加速度より高い場合には、制御装置180は、先読み目標車速の代わりに、現在の車速指令値で示される目標車速を、車両制御用の目標車速として選択する。現在の車速指令値で示される目標車速は、例えば、アクセル操作に応じて要求トルクにより決まる車速である。例えば、時刻tから時刻tの間で、ドライバーによるアクセル操作により、加速要求があった時に、車速が先読み目標車速に基づき制御された場合には、加速が抑制されるおそれがある。そのため、本実施形態では、必要加速度(A)が上限加速度より高い場合には、先読み目標車速を制御用の車速に選択しない。
 一方、必要加速度(A)が上限加速度以下である場合には、制御装置180は、目標車速(Vt0)と必要加速度(A)に基づき、現在の目標車速を演算する。そして、制御装置180は、必要加速度(A)に基づき演算された現在の目標車速を、制御用の目標車速に選択する。
 上記のように本実施形態では、制御装置180は、必要加速度(A)が所定の上限加速度より高い場合には、先読み目標車速(Vts2)の代わりに、現在の車速指令値で示される目標車速を、車両制御用の目標車速として選択する。これにより車速指令値を瞬時に高めることができる。
《第4実施形態》
 本発明の他の実施形態に係る走行支援装置を説明する。本実施形態では、上述した第2実施形態に対して、先読み目標車速(Vts2)の許容範囲が設定されている点が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第2実施形態と同じであり、第2実施形態又は第3実施形態の記載を適宜、援用する。
 図9は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図9において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。時刻tは現在の時刻を示し、時刻tは、現在の時刻tよりも、演算周期で1周期分前の時刻を示している。時刻tと時刻tとの間の時間は、先読み時間を示している。
 例えば、自車両が停止線に近づき、停止線までの距離が短くなるようなシーンでは、図9のグラフbに示すように、停止線車速指令を示す傾きが負方向に大きくなり、先読み車速目標車速(Vts2)が負になることがある。そして、車速が、負の先読み車速目標車速(Vts2)に基づき制御された場合には、停止線付近でのブレーキ量が大きくなり、車両停止時の車両の挙動が大きくなる。本実施形態では、車両停止時の車両の挙動が大きくなることを防ぐために、先読み目標車速(Vts2)の許容範囲が設定されている。
 先読み目標車速(Vts2)の許容範囲は正の範囲に設定されている。制御装置180は、先読み目標車速(Vts2)を演算した後に、演算された先読み目標車速(Vts2)が許容範囲の下限値を比較する。許容範囲の下限値はゼロである。そして、先読み目標車速(Vts2)が許容範囲の下限値より低い場合、すなわち、先読み目標車速(Vts2)が負値である場合には、制御装置180は、先読み目標車速(Vts2)が正値になるように、先読み目標車速(Vts2)を許容範囲内に制限する。
 図9に示すように、グラフaは、制限後の先読み目標車速(Vts2)を示している。グラフaに示すように、先読み目標車速(Vts2)が下限値のゼロに制限されるため、停止線車速指令を示す傾きは、グラフbと比較して緩やかになる。これにより、車両を停車線でスムーズに停車させることができる。
 上記のように、本実施形態では、先読み目標車速は所定の許容範囲内に制限されている、これにより、現在時刻の目標車速が負になることを防ぎ、車両を停車線でスムーズに停車させることができる。
 100…走行支援装置
  110…自車位置検出装置
  120…地図データベース
  130…車速センサ
  140…測距センサ
  150…カメラ
  160…入力装置
  170…駆動機構
  180…制御装置
  190…ヨーレートセンサ

Claims (10)

  1.  プロセッサに実行にさせる、車両の走行支援方法であって、
     自車両の車両情報に基づき、前記自車両の車速を制御するための車速指令値を生成し、
     自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間先の前記車速指令値を、先読み車速指令値として演算し、
     前記先読み車速指令値に基づき、前記自車両を制御し、
     前記自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、
     前記灯火状態に基づき前記所定時間を設定する走行支援方法。
  2.  前記灯火状態が停止指示である場合には、前記灯火状態が前記停止指示以外の指示である場合と比較して、前記所定時間を長くする請求項1記載の走行支援方法。
  3.  前記灯火状態を検出できない場合には、前記灯火状態を検出できる場合と比較して、前記所定時間を短くする請求項1記載の走行支援方法。
  4.  前記灯火状態が停止指示であることを検出した状態から、前記灯火状態を検出できない状態に切り替わった場合には、前記灯火状態が停止指示であることを検出している場合と比較して、前記所定時間を長くする請求項1記載の走行支援方法。
  5.  前記所定時間を変更する場合に、前記所定時間の変化量を所定の変化量閾値以下に制限する請求項1~4のいずれか一項に記載の走行支援方法。
  6.  複数の前記信号を検出し、
     検出された前記複数の信号に対して前記所定時間を設定し、
     設定された複数の前記所定時間に対応させて、前記先読み車速指令値をそれぞれ演算し、
     演算された複数の前記先読み車速指令値のうち、最も小さい前記車速指令値に基づき前記自車両を制御する請求項1~5のいずれか一項に記載の走行支援方法。
  7.  前記車両情報に基づき、前記自車両が前記信号の付近で停止するための目標停止車速及び目標停止加速度をそれぞれ演算し、
     現在の前記目標停止車速と現在の前記目標停止加速度に基づいて、前記現在の時刻よりも前記所定時間先の目標車速である先読み目標車速を演算し、
     前回の車速指令値で示される車速から前記先読み目標車速まで変化させるために必要な必要加速度を演算し、
     前記車速指令値の演算周期と前記必要加速度に基づき、現在の目標車速を演算する請求項1~6のいずれか一項に記載の走行支援方法。
  8.  前記必要加速度が所定の上限加速度より高い場合には、前記先読み目標車速の代わりに、現在の前記車速指令値で示される目標車速を、車両制御用の目標車速として選択する請求項7記載の走行支援方法。
  9.  前記先読み目標車速は所定の許容範囲内に制限される請求項7又は8記載の走行支援方法。
  10.  プロセッサを有する車両の走行支援装置であって、
    前記プロセッサは
     自車両の車両情報に基づき、前記自車両の車速を制御するための車速指令値を生成し、
     自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間先の前記車速指令値を、先読み車速指令値として演算し、
     前記先読み車速指令値に基づき、前記自車両を制御し、
     前記自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、
     前記灯火状態に基づき前記所定時間を設定する走行支援装置。
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