JP2020082749A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分岐路に離脱しようとしている車両を好適に減速させる。【解決手段】車両制御装置（２３０）は、本線から分岐する分岐路に存在するカーブを対象とする車両（１０）の減速支援を実行する。車両制御装置は、車両が前記本線から記分岐路に離脱するか否かを判定する判定手段（２３１）と、車両が分岐路に離脱すると判定された場合、車両のウインカが点灯されたことを条件に、本線の走行中から車両の減速を開始させるように指示を出力し、車両が前記分岐路に存在するカーブに進入するまでに、カーブに適した車速（Ｖｋ）を目標とする車両の減速を完了させるように指示を出力する減速指示手段（２３２）とを備える。減速指示手段は、車両が本線を走行している期間の減速度が、車両が分岐路を走行している期間の減速度よりも小さくなるよう指示を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両を制御する車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、分岐路に存在するカーブを対象とする減速制御を実行するものが知られている。例えば特許文献１では、車両が分岐路を走行する場合に、車両前方の走行路の旋回半径及びノードの密度等を用いて、車両の目標減速度を変更する技術が開示されている。

特開２００９−２９８２６４号公報

上述した特許文献１に記載された技術では、車両が分岐路を走行することになると判断された時点で、目標減速度が変更される（言い換えれば、減速が開始される）可能性がある。このように、分岐路への離脱意思表示が行われずに減速が実行されてしまうと、何の前触れもなく車両の減速が開始されることになるため、後続車の運転者に違和感を与えてしまうという技術的問題点が生ずる。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、分岐路に離脱しようとしている車両を好適に減速させることが可能な車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車両制御装置の一態様では、本線から分岐する分岐路に存在するカーブを対象とする車両の減速支援を実行する車両制御装置であって、前記車両が前記本線から前記分岐路に離脱するか否かを判定する判定手段と、前記車両が前記分岐路に離脱すると判定された場合、（ｉ）前記車両のウインカが点灯されたことを条件に、前記本線の走行中から前記車両の減速を開始させるように指示を出力し、（ｉｉ）前記車両が前記分岐路に存在するカーブに進入するまでに、前記カーブに適した車速を目標とする前記車両の減速を完了させるように指示を出力する減速指示手段とを備え、前記減速指示手段は、前記車両が前記本線を走行している期間の減速度が、前記車両が前記分岐路を走行している期間の減速度よりも小さくなるよう指示を出力する。

実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。 分岐路離脱時に発生する技術的問題点を示す概念図である。 実施形態に係る車両制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 実施形態に係る車両制御装置の具体的な動作例を示す概念図である。

以下、図面を参照して車両制御装置の実施形態について説明する。

（装置構成）
まず、本実施形態に係る車両制御装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両制御装置２３０は、自動走行可能（即ち、搭乗者の操作によらない走行を実現可能）な車両１０に搭載されている。車両１０は、ウインカスイッチ１１０と、地図情報取得部１２０と、レーダセンサ１３０と、画像センサ１４０と、車速センサ１５０と、ヨーレートセンサ１６０と、認識処理部２１０と、衝突判定部２２０と、車両制御装置２３０と、ブザー３１０と、表示部３２０と、ブレーキアクチュエータ３３０と、スロットルアクチュエータ３４０と、ステアリングアクチュエータ３５０とを備えて構成されている。

ウインカスイッチ１１０は、車両のウインカ（即ち、方向指示器）の動作を制御するスイッチである。ウインカスイッチ１１０は、車両１０の搭乗者によって操作されるだけでなく、自動走行時の制御として自動的に操作されてもよい。ウインカスイッチ１１０の操作情報は、車両制御装置２３０に出力される構成となっている。

地図情報取得部１２０は、例えば車両が走行している道路周辺の地図情報を取得可能に構成されている。地図情報取得部１２０は、例えば車両１０の外部から地図情報を取得してもよいし、車両が有する記憶部（図示せず）等から地図情報を取得してもよい。地図情報取得部１２０で取得された地図情報は、認識処理部２２１０に出力される構成となっている。

レーダセンサ１３０は、レーダを用いて車両周辺の物体を検知可能なセンサである。画像センサ１４０は、例えば車載カメラ等であり、画像を取得することで車両周辺の状況を示す情報を取得することが可能である。車速センサ１４０は、車両１０の速度を取得可能に構成されている。ヨーレートセンサ１６０は、車両１０のヨーレートを取得可能に構成されている。レーダセンサ１３０、画像センサ１４０、車速センサ１５０、及びヨーレートセンサ１６０の各々で取得された情報は、それぞれ認識処理部２１０に出力される構成となっている。

認識処理部２１０は、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として構成されており、地図情報取得部１２０で取得された地図情報、並びに、レーダセンサ１３０、画像センサ１４０、車速センサ１５０、及びヨーレートセンサ１６０の各々で取得された情報に基づいて、車両１０が現在置かれている状況（例えば、走行状態、走行位置、走行している道路情報、障害物の有無等）を認識することが可能に構成されている。なお、認識処理部２１０による具体的な認識方法については、既存の技術を適宜採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。認識処理部２１０による認識結果は、衝突判定部２２０及び車両制御装置２３０に出力される構成となっている。

衝突判定部２２０は、例えばＥＣＵとして構成されており、認識処理部２１０の認識結果に基づいて、車両１０が周辺の物体と衝突する可能性があるか否かを判定することが可能に構成されている。なお、衝突判定部２２０による具体的な判定方法については、既存の技術を適宜採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。衝突判定部２２０の判定結果は、車両制御装置２３０に出力される構成となっている。

車両制御装置２３０は、例えばＥＣＵとして構成されており、認識処理部２１０の認識結果、及び衝突判定部２２０の判定結果等を用いて、車両１０の挙動を制御することが可能に構成されている。例えば、車両制御装置２３０は、車両１０周辺に存在する物体との衝突を回避しながら、車両１０を好適に自動走行させることが可能に構成されている。また、本実施形態に係る車両制御装置２３０は特に、車両１０が分岐路に離脱する際に、分岐路に存在するカーブを目標とする減速制御を実行可能に構成されている。車両制御装置２３０は、その機能を実現するための論理的な処理ブロック、又は物理的な処理回路として、分岐判定部２３１及び減速指示部２３２を備えている。

分岐判定部２３１は、車両１０が現在走行している車線（本線）から、分岐路に離脱しようとしているか否かを判定する。分岐判定部２３１は、例えば車両１０が自動走行している場合には、その走行予定経路から、車両１０が分岐路に離脱しようとしているか否かを判定する。なお、車両１０が運転者による操作によって走行している場合には、運転者の操作（例えば、ウインカ操作や操舵操作等）から、車両１０が分岐路に離脱しようとしているか否かを判定すればよい。分岐判定部２３１は、後述する付記における「判定手段」の一具体例である。

減速指示部２３２は、車両１０を分岐路に存在するカーブに向けて減速させるために、減速指示を出力可能に構成されている。より具体的には、減速指示部２３２は、分岐判定部２３１によって、車両１０が分岐路に離脱しようとしていると判定された場合に目標減速プロファイルを作成し、その目標減速プロファイルに応じた減速指示を出力する。なお、目標減速プロファイルについては、後に詳しく説明する。減速指示部２３２から出力される減速指示は、車両１０の各部を制御する（即ち、車両１０を自動的に減速させる）ものであってもよいし、車両１０の運転者に対して減速を指示するものであってもよい。減速指示部２３２は、後述する付記における「減速指示手段」の一具体例である。

ブザー３１０は、車両１０の搭乗者に対する警告音を鳴らすためのものである。表示部３２０は、例えばディスプレイやインジゲーターとして構成されており、車両１０の搭乗者に各種情報を視覚的に提供することが可能に構成されている。ブザー３１０及び表示部３２０の各々は、車両制御装置２３０によって、その動作を制御可能に構成されている。

ブレーキアクチュエータ３３０は、車両１０のブレーキ（即ち、減速）を制御可能に構成されている。スロットルアクチュエータ３４０は、車両のスロットル（即ち、加速）を制御可能に構成されている。ステアリングアクチュエータ３５０は、車両１０のステアリング（即ち、操舵）を制御可能に構成されている。ブレーキアクチュエータ３３０、スロットルアクチュエータ３４０、及びステアリングアクチュエータ３５０の各々は、車両制御装置２３０によって、その動作を制御可能に構成されている。

（分岐路離脱時の技術的問題点）
次に、車両１０が分岐路に離脱しようとする際に発生する技術的問題点について、図２を参照して具体的に説明する。図２は、分岐路離脱時に発生する技術的問題点を示す概念図である。なお、以下で説明する動作は、本実施形態に係る車両制御装置２３０とは異なる比較例に係るものである。

図２に示すように、車両１０（以下、適宜「自車両１０」と称する）の後ろを、他車両２０が走行しているケースを考える。この時、自車両１０が分岐路へ離脱しようとしている（即ち、本線を直進する「Ｒｏｕｔｅ（ｊ）」から、分岐路を走行する「Ｒｏｕｔｅ（ｋ）」へのルート変更をしようとしている）場合、自車両１０では、分岐路に存在するカーブを対象とする減速制御が開始される。即ち、本線を走行している状態で自車両１０の減速が開始される。

上述したように自車両１０の減速が開始されると、他車両２０からは、先行車両である自車両１０が意図不明の減速をしたと認識されてしまうおそれがある。このような意図不明の減速は、他車両２０の運転者等に大きな違和感を与えてしまうだけでなく、本線における交通流を乱す原因となってしまうこともある。即ち、自車両１０の減速開始の意図が、他車両２０に正確に伝わらないことで、様々な技術的問題点が生ずるおそれがある。

本実施形態に係る車両制御装置２３０は、上述した問題点の発生を防止するために、以下で説明する動作を実行する。

（動作説明）
次に、本実施形態に係る車両制御装置２３０の動作の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る車両制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、本実施形態に係る車両制御装置２３０の動作時には、まず分岐判定部２３１が、自車両１０が分岐路へと離脱しようとしているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。なお、自車両１０が分岐路へ離脱しようとしてしないと判定された場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以降の処理は省略され一連の動作が終了する。この場合、車両制御装置２３０は、所定期間後にステップＳ１０１から処理を再開してよい。

自車両１０が分岐路へ離脱しようとしていると判定された場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、減速指示部２３２が、車両１０のウインカがＯＮとなっているか否か（即ち、ウインカスイッチ１１０が操作されているか否か）を判定する（ステップＳ１０２）。ウインカがＯＮとなっていないと判定された場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、以降の処理は開始されない。即ち、ウインカがＯＮとなっていない状態では、後述する車両１０の減速指示は実行されない。

ウインカがＯＮとなったと判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、減速指示部２３２は、減速を開始する減速開始点、及び減速を終了する減速終了点を決定する（ステップＳ１０３）。具体的には、減速開始点は、ウインカがＯＮとなった地点（即ち、ステップＳ１０２でＹＥＳと判定された地点）として決定される。一方、減速終了点は、分岐路に存在しているカーブのクロソイド開始点として決定される。なお、クロソイド開始点は、地図情報取得部１２０で取得される地図情報に基づいて認識することができる。

続いて、減速指示部２３２は、減速終了時の目標車速Ｖｋを算出する（ステップＳ１０４）。目標車速Ｖｋは、分岐路に存在するカーブの情報に基づいて算出できる。例えば、目標車速Ｖｋは、車両１０に許容される横Ｇである「許容横Ｇ」と、カーブの曲率半径である「カーブＲ」から、下記の式（１）を用いて算出できる。

Ｖｋ＝（許容横Ｇ×カーブＲ）＾１／２ ・・・（１）

なお、上記式（１）はあくまで一例であり、他の方法で目標車速Ｖｋが算出されてもよい。目標車速Ｖｋは、分岐路に存在するカーブを走行するのに適していると判断できるような速度であればよい。なお、分岐路に制限速度が設定されている場合には、その車速を目標車速Ｖｋに設定してもよい。

続いて、減速指示部２３２は、目標車速Ｖｋに基づいて目標プロファイルを策定する（ステップＳ１０５）。即ち、減速開始点から減速終了点までに、どのような減速度で車両１０を減速させるのかを決定する。目標減速プロファイルは、減速開始点から減速終了点までの区間を、加速抑制域、減速Ｇ増加域、減速Ｇ定常域、減速Ｇ減少域の４つに分けて策定される。なお、目標減速プロファイルの具体例については、後に詳述する。

続いて、減速指示部２３２は、策定した目標減速プロファイルに基づいて、減速指示を出力する。即ち、車両１０が減速するように各部（例えば、ブレーキアクチュエータ３３０やスロットルアクチュエータ３４０等）を制御する。或いは、その時点での目標車速等を表示部３２０等に出力することで、車両１０の運転者に減速を指示してもよい。

その後、減速指示部２３２は、車両１０が減速終了点を通過したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。車両１０が減速終了点を通過していないと判定された場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、目標減速プロファイルに基づく減速指示が継続される。一方、車両１０が減速終了点を通過したと判定された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、減速指示は終了され、一連の動作は終了する。

（具体的な動作例）
次に、本実施形態に係る車両制御装置２３０の具体的な動作例について、図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係る車両制御装置の具体的な動作例を示す概念図である。

図４に示すように、自車両１０が本線（Ｒｏｕｔｅ（ｊ））から、分岐路（Ｒｏｕｔｅ（ｋ））に離脱するケースを考える。この時、減速指示部２３２は、車両１０のウインカがＯＮとなった時点で、車両１０が走行することになる各地点にノードフラグを設定する。具体的には、ウインカがＯＮとなる地点をＮＢ（０）、本線から分岐路に分岐する地点をＮＢ（１）、分岐路への離脱が完了する地点をＮＢ（２）、分岐路の直線区間のある地点をＮＢ（３）、カーブに向かうクロソイド開始点をＮＢ（４）として設定する。各ノードフラグの位置は、走行路の地図データをリアルタイムで参照することで確定できる。

ノードフラグＮＢ（０）〜ＮＢ（４）が設定されると、各ノードフラグ間の区間が、目標減速プロファイル用の４つの区間に設定される。具体的には、ＮＢ（０）からＮＢ（１）までの区間が「加速抑制域」、ＮＢ（１）からＮＢ（２）までの区間が「減速Ｇ増加域」、ＮＢ（２）からＮＢ（３）までの区間が「減速Ｇ定常域」、ＮＢ（３）からＮＢ（４）までの区間が「減速Ｇ減少域」に設定される。

車両１０が本線を走行している「加速抑制域」では、積極的な減速制御は実施されず、車両１０の加速が抑制されるに留まる。このため、車両１０の減速度は、他の区間と比べると小さい値となる。車両１０が分岐路へと離脱し「減速Ｇ増加域」になると、目標Ｇ（即ち、減速度）が徐々に増加され、車速は少しずつ減少する。車両１０が分岐路を走行する「減速Ｇ定常域」になると、目標Ｇが高い値のまま維持され、車速は大きく減少していく。クロソイド開始点（即ち、減速終了点）が近づき「減速Ｇ減少域」になると、目標Ｇが徐々に減少され、車速は緩やかに目標車速Ｖｋに近づいていく。

以上のように、目標減速プロファイルは、車両が走行する区間を４つの区間に分けて、それぞれの区間で異なる減速制御を実施するように策定される。なお、各区間の目標Ｇは、目標車速Ｖｋに基づいて予めマップ設定されるが、車両１０の運転者の操作内容を学習してリアルタイムに設定するようにしてもよい。なお、車両１０が自動走行する場合には、目標減速プロファイルに基づいて自動的に減速制御を実施すればよいが、運転者に対して減速を指示する場合（即ち、運転者が車両１０を操作している場合）には、運転者が十分な減速を実施しなかった際に、強制的に減速制御介入を行う、或いは注意喚起・警報等を実施するようにしてもよい。

（技術的効果）
次に、本実施形態に係る車両制御装置２３０によって得られる技術的効果について説明する。

図１から図４で説明したように、本実施形態に係る車両制御装置２３０によれば、ウインカがＯＮされた地点が減速開始点となるため、ウインカが点灯された状態で車両１０の減速が開始されることになる。よって、自車両１０の後ろに他車両２０が存在していた場合でも、他車両２０の運転者は、自車両１０の減速が分岐路への離脱を意図するものであると判断することができる。よって、自車両１０の減速が、他車両２０の運転者に違和感を与えてしまうことを防止できる。

また、本線走行中の車両１０の減速度は、その後の分岐路走行中の車両１０の減速度よりも小さくなるように設定されている。このため、車両１０の減速が、本線における交通流の乱れの原因になってしまうことも防止できる。

なお、分岐路に離脱した車両１０は、カーブ進入までに目標車速Ｖｋとなるように指示される。よって、カーブにおいて許容できないほど大きな横Ｇを発生させることなく、好適な走行を実現することが可能である。

＜付記＞
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。

（付記１）
付記１に記載の車両制御装置は、本線から分岐する分岐路に存在するカーブを対象とする車両の減速支援を実行する車両制御装置であって、前記車両が前記本線から前記分岐路に離脱するか否かを判定する判定手段と、前記車両が前記分岐路に離脱すると判定された場合、（ｉ）前記車両のウインカが点灯されたことを条件に、前記本線の走行中から前記車両の減速を開始させるように指示を出力し、（ｉｉ）前記車両が前記分岐路に存在するカーブに進入するまでに、前記カーブに適した車速を目標とする前記車両の減速を完了させるように指示を出力する減速指示手段とを備え、前記減速指示手段は、前記車両が前記本線を走行している期間の減速度が、前記車両が前記分岐路を走行している期間の減速度よりも小さくなるよう指示を出力する。

付記１に記載の車両制御装置によれば、車両が分岐路に離脱すると判定された場合、車両のウインカが点灯されたことを条件にして、車両に対する減速指示が開始される。これにより、車両の周辺を走行する他車両（特に後続車）に対して、車両が分岐路に離脱することを明確に伝達することができ、他車両の運転者に対して違和感を与えてしまうことを回避できる。

車両は、分岐路に離脱後も減速指示され、最終的にカーブに進入するまでにカーブに適した車速に減速されるが、分岐路を走行している期間の減速度よりも、本線を走行している期間の減速度の方が小さくなるように指示される。このため、本線走行時の減速度が抑制され、結果として、本線における交通流に乱れが発生してしまうことを抑制することができる。即ち、車両の急激な減速に起因して、本線を走行している他車両に大きな影響を与えてしまうことを防止できる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０ 自車両
２０ 他車両
１１０ ウインカスイッチ
１２０ 地図情報取得部
１３０ レーダセンサ
１４０ 画像センサ
１５０ 車速センサ
１６０ ヨーレートセンサ
２１０ 認識処理部
２２０ 衝突判定部
２３０ 車両制御装置
３１０ ブザー
３２０ 表示部
３３０ ブレーキアクチュエータ
３４０ スロットルアクチュエータ
３５０ ステアリングアクチュエータ
Ｖｋ 目標車速

Claims (1)

1. 本線から分岐する分岐路に存在するカーブを対象とする車両の減速支援を実行する車両制御装置であって、
   前記車両が前記本線から前記分岐路に離脱するか否かを判定する判定手段と、
   前記車両が前記分岐路に離脱すると判定された場合、（ｉ）前記車両のウインカが点灯されたことを条件に、前記本線の走行中から前記車両の減速を開始させるように指示を出力し、（ｉｉ）前記車両が前記分岐路に存在するカーブに進入するまでに、前記カーブに適した車速を目標とする前記車両の減速を完了させるように指示を出力する減速指示手段と
   を備え、
   前記減速指示手段は、前記車両が前記本線を走行している期間の減速度が、前記車両が前記分岐路を走行している期間の減速度よりも小さくなるよう指示を出力する
   ことを特徴とする車両制御装置。