JP6337435B2 - 運転支援装置 - Google Patents
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Description
この従来技術では、自車線の前方車両が加速すると、隣接車線から自車線の前方車両と自車両との間のスペースへ車線変更してくる車両(以下、隣接車両とも呼ぶ)があると判定し、自車両が減速する。これにより、この従来技術では、自車線の前方車両と自車両との間のスペースを増大し、当該スペースへの隣接車両の車線変更を可能とする。
本発明は、上記のような点に着目したもので、隣接車線から自車線へ車線変更可能な隣接車両の数を増大可能とすることを目的とする。
(構成)
図1は、運転支援装置を搭載した自車両Aの概略構成を表すブロック図である。
図1に示すように、自車両Aは、レーダー部1、画像撮影部2、ナビゲーション部3、車速検出部4、コントローラ5、及び制駆動力制御部6を備える。
レーダー部1は、自車両Aの周囲に存在する車両(以下、周囲車両とも呼ぶ)と自車両Aとの前後方向(車両前後方向)の車間距離を検出する。周囲車両としては、例えば、図2(a)に示すように、自車線の前方車両B、自車線の後方車両C、隣接車線の車両(以下、隣接車両とも呼ぶ)Dがある。また、車間距離としては、例えば、自車線の前方車両Bと自車両Aとの車間距離L1、自車両Aと自車線の後方車両Cとの車間距離L2、自車両Aと隣接車両Dとの前後方向の車間距離L3がある。レーダー部1としては、例えば、自車両Aの周囲(例えば、前後、斜め前方、斜め後方)にレーザー光を出射して反射光を検出するレーザ距離計を採用できる。
画像撮影部2は、隣接車両Dの画像を撮影する。そして、画像撮影部2は、撮影結果をコントローラ5に出力する。画像撮影部2としては、例えば、自車両Aの周囲(例えば、隣接車線側)を撮影するCCD((Charge Coupled Device)カメラを採用できる。
コントローラ5は、A/D(Analog to Digital)変換回路、D/A(Digital to Analog)変換回路、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)等から構成した集積回路を備える。ROMは、各種処理を実現する1または2以上のプログラムを記憶している。CPUは、レーダー部1、画像撮影部2、ナビゲーション部3、及び車速検出部4が出力した検出結果等に基づき、ROMが記憶している1または2以上のプログラムに従って各種処理(例えば、運転支援処理)を実行する。運転支援処理では、コントローラ5は、自車両Aを減速させる指令(以下、減速指令とも呼ぶ)、または自車両Aを加速させる指令(以下、加速指令とも呼ぶ)を制駆動力制御部6に出力する。運転支援処理の詳細については後述する。
次に、コントローラ5が実行する運転支援処理について説明する。運転支援処理は、隣接車両Dに自車線へ車線変更する意図があると判定した場合、または隣接車両Dが自車線に合流する合流車線を走行していると判定した場合に実行される。具体的には、コントローラ5は、画像撮影部2が出力した撮影結果に基づき、隣接車両Dが自車線側のウィンカーを点滅させていると判定した場合に、隣接車両Dに自車線へ車線変更する意図があると判定する。また、コントローラ5は、ナビゲーション部3が出力した判定結果に基づき、隣接車両Dが自車線に合流する合流車線を走行しているか否かを判定する。
図3に示すように、まず、ステップS101では、コントローラ5は、車速検出部4が出力した検出結果に基づき、自車両Aの車速V1を目標車速V1accとして設定する。また、コントローラ5は、運転支援処理で用いる変数(例えば、合流可能台数Nacc、加速時台数Naccopt、加速時目標車速V1acc*)を0に設定する(初期化する)。加速時台数Naccoptとしては、例えば、自車両Aが加速した場合に隣接車線を走行している周囲車両(隣接車両D)のうち自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数がある。
ここで、αaは、予め設定した加速度であり、加速方向を正値とする。
また、コントローラ5は、レーダー部1及び車速検出部4が出力した検出結果、及び前記ステップS102で設定した目標車速V1accに基づき、下記(2)式に従って車間距離L2accを算出する。車間距離L2accとしては、例えば、自車両Aが加速して、自車両Aの車速V1が前記ステップS102で設定した目標車速V1accに到達したときの、自車両Aと自車線の後方車両Cとの車間距離がある。
図4は、隣接車両Dが自車線へ車線変可能か否かの判定方法の説明図である。
続いてステップS104に移行して、コントローラ5は、レーダー部1が出力した検出結果、及び前記ステップS103で算出した車間距離L1acc、L2accに基づき、自車両Aに対する各隣接車両Dの相対位置を算出する。続いて、コントローラ5は、算出した相対位置に基づいて、自車両Aが加速して、前記ステップS102で設定した目標車速V1accに自車両Aの車速V1が到達したときの、自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数(以下、合流可能台数Naccとも呼ぶ)を計数する。具体的には、コントローラ5は、レーダー部1が検出した隣接車両Dのうちから、各隣接車両Dを順に選択する。そして、コントローラ5は、選択した隣接車両Dに以下の(a)〜(d)の処理を実行する。
TTC=L3/(V1acc―V2) ………(3)
THW=L3/V2 ………(4)
(c)コントローラ5は、図4に示すように、算出した干渉予測時間TTCが設定時間minTTC以上(TTC≧minTTC)であり且つ車間時間THWが設定時間minTHW以上(THW≧minTHW)であるか否かを判定する。そして、コントローラ5は、TTC≧minTTCで且つTHW≧minTHWであると判定した場合には、選択隣接車両Dが自車線へ車線変できると判定する。一方、コントローラ5は、コントローラ5は、TTC<minTTCまたはTHW<minTHWであると判定した場合には、選択隣接車両Dが自車線へ車線変できないと判定する。
これにより、各隣接車両Dに対し、上記(a)〜(d)の処理を実行することで、合流可能台数Naccが、自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数となる。
ここで、αdは、予め設定した減速度であり、減速方向を正値とする。
また、コントローラ5は、レーダー部1及び車速検出部4が出力した検出結果、及び前記ステップS108で設定した目標車速V1dccに基づき、下記(6)式に従って車間距離L2dccを算出する。車間距離L2dccとしては、例えば、自車両Aが減速して、自車両Aの車速V1が前記ステップS108で設定した目標車速V1dccに到達したときの、自車両Aと自車線の後方車両Cとの車間距離がある。
続いてステップS110に移行して、コントローラ5は、レーダー部1が出力した検出結果、及び前記ステップS109で算出した車間距離L1dcc、L2dccに基づき、自車両Aに対する各隣接車両Dの相対位置を算出する。続いて、コントローラ5は、算出した相対位置に基づいて、自車両Aが減速して、前記ステップS108で設定した目標車速V1dccに自車両Aの車速V1が到達したときの、自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数(以下、合流可能台数Ndccとも呼ぶ)を計数する。具体的には、コントローラ5は、レーダー部1が検出した隣接車両Dのうちから、各隣接車両Dを順に選択する。そして、コントローラ5は、選択した隣接車両Dに以下の(a)〜(d)の処理を実行する。
TTC=L3/(V1dcc―V2) ………(7)
(b)選択隣接車両Dと自車両Aとの前後方向の車間距離L3、及び選択隣接車両Dの車速V2に基づき、下記(8)式に従って車間時間THWを算出する。
THW=L3/V2 ………(8)
これにより、各隣接車両Dに対し、上記(a)〜(d)の処理を実行することで、合流可能台数Ndccが、自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数となる。
(動作その他)
次に、本実施形態の運転支援装置を搭載した車両の動作について説明する。
続いて、コントローラ5が、算出した車間距離L1acc、L2acc、及びレーダー部1が出力した検出結果に基づき、自車両Aに対する各隣接車両D1、D2、D3の相対位置を算出する(図3のステップS104)。続いて、コントローラ5が、算出した相対位置に基づき、自車線へ車線変更可能な隣接車両D1、D2、D3の数、つまり、図4、図5に示すように、図4(a)(b)(c)それぞれの斜線状の領域内に「加速時」がある隣接車両D1、D2、D3の数(合流可能台数Nacc)を計数する(図3のステップS104)。ここで、算出した合流可能台数Naccが加速時台数Naccoptよりも大きいとする。すると、コントローラ5が、合流可能台数Naccを加速時台数Naccoptとして設定し、目標車速V1accを加速時目標車速V1acc*として設定する(図3のステップS105)。続いて、コントローラ5が、算出した車間距離L1accが加速時設定閾値thL1よりも大きい、つまり、自車線の前方車両Bに自車両Aがもっと接近してもかまわないと判定し、前記ステップS102から上記フローを繰り返し実行する。
本実施形態は、次のような効果を奏する。
(1)コントローラ5が、自車両Aが加速した場合に自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数である加速時台数Naccopt、及び自車両Aが減速した場合に自車線へ車線変更可能な隣接車両Dの数である減速時台数Ndccoptを算出する。そして、コントローラ5が、算出した加速時台数Naccoptが減速時台数Ndccoptより大きい場合には、自車両Aが加速するように自車両Aの制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行う。一方、コントローラ5が、算出した加速時台数Naccoptが減速時台数未満である場合には、自車両Aが減速するように自車両Aの制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行う。
このような構成により、自車両Aの加速度及び減速度の過度の増大を抑制できる。
なお、上記実施形態では、加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2として予め定めた値を用いる例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、自車両Aの車速V1に基づいて加速時設定閾値thL1、及び減速時設定閾値thL2を設定する構成としてもよい。具体的には、コントローラ5は、自車両Aと隣接車両Dとの位置関係に基づき、隣接車両Dの車線変更のためのスペース(例えば、自車両Aの前方及び後方のスペース)をより積極的に増大させる要求(以下、増減要求とも呼ぶ)があるか否かを判定する。例えば、コントローラ5は、自車両Aと隣接車両Dとの前後方向の車間距離L3のうち最小の車間距離L3が設定距離以下(L3≦設定距離)であるか否かを判定する。そして、コントローラ5は、L3>設定距離と判定した場合には、増減要求がないと判定する。一方、コントローラ5は、L3≦設定距離と判定した場合には、増減要求があると判定する。
そして、コントローラ5は、増減要求がないと判定すると、下記(9)式に従って加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2を算出する。
thL1=THW1×V1+thL10
thL2=THW2×V1+thL20 ………(9)
ここで、THW1、THW2は、最小車間時間であり、一般的な交通状態では4〜5秒に設定する。これにより、コントローラ5は、自車両Aの車速V1が大きいほど自車線の前方車両Bと自車両Aとの車間距離L1及び自車両Aと自車線の後方車両Cとの車間距離L2を増大でき、自車両Aの車速V1に応じた安心感のある車間距離L1、L2を確保できる。
thL1=THW1hosei1×V1+thL10
thL2=THW2hosei2×V1+thL20 ………(6)
ここで、THW1hosei1<THW1、THW2hosei2<THW2に設定する。これにより、コントローラ5は、増減要求があると判定した場合には、増減要求がないと判定した場合に比べ、加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2、つまり、自車線の前方車両B及び後方車両Cと自車両Aとの車間距離の最低値(以下、最低車間距離とも呼ぶ)を低減できる。それゆえ、コントローラ5は、隣接車両Dの車線変更のためのスペースをより積極的に増大できる(自車両Aの位置の変更可能な範囲が広がる)。そのため、コントローラ5は、隣接車両Dの車線変更のためのスペースをより確保しやすくできる。
thL1=THW1×V1+thL10’
thL2=THW2×V1+thL20’ ………(7)
また、コントローラ5は、ナビゲーション部3が出力した検出結果に基づき、図7(a)、(b)の制御マップに従って、隣接車両Dから合流車線終点までの距離L4が短いほど車間時間THW1hosei1、THW2hosei2を小さくする。図7(a)の制御マップでは、距離L4が設定値thL4より大きい範囲では、距離L4の大きさに関わらず、車間時間THW1hosei1を予め定めた設定値THW1kijunに設定する。一方、図7(a)の制御マップでは、距離L4が設定値thL4未満の範囲では、距離L4が短いほど車間時間THW1hosei1を直線的に減少させる。また、図7(b)の制御マップでは、距離L4が設定値thL4より大きい範囲では、距離L4の大きさに関わらず、車間時間THW2hosei2を予め定めた設定値THW2kijunに設定する。一方、図7(b)の制御マップでは、距離L4が設定値thL4未満の範囲では、距離L4が短いほど車間時間THW2hosei2を直線的に減少させる。これにより、コントローラ5は、隣接車両Dが合流車線終点に近づくほど、加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2、つまり、自車線の前方車両B及び後方車両Cと自車両Aとの最低車間距離を低減できる。それゆえ、コントローラ5は、隣接車両Dの車線変更のためのスペースをより積極的に増大できる(自車両Aの位置の変更可能な範囲が広がる)。そのため、隣接車両Dの車線変更のためのスペースをより確保しやすくできる。
なお、本実施形態では、コントローラ5が、隣接車両Dから合流車線終点までの距離L4が短いほど車間時間THW1hosei1、THW2hosei2を小さくする例を示したが、他の構成を採用してもよい。例えば、コントローラ5が、図8(a)、(b)に示すように、隣接車両Dから合流車線終点までの距離L4が短いほど加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2を小さくする構成としてもよい。この場合、加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2の変更態様は、距離L4に対して線形であってもよく、非線形であってもよい。また、上述したように、コントローラ5が、自車両Aの車速V1が大きいほど加速時設定閾値thL1、減速時設定閾値thL2を大きくする構成を組み合わせてもよい。
(本変形例の効果)
本変形例は、第1実施形態の効果(1)(2)に加え、次のような効果を奏する。
(1)コントローラ5が、加速時目標車速V1acc*に自車両Aの車速V1が到達したときの、自車線の前方車両Bと自車両Aとの車間距離L1が加速時設定閾値thL1以上となるように、加速時台数Naccopt及び加速時目標車速V1acc*を設定する。また、コントローラ5が、減速時目標車速V1dcc*に自車両Aの車速V1が到達したときの、自車両Aと自車線の後方車両Cとの車間距離L2が減速時設定閾値thL2以上となるように、減速時台数Ndccopt及び減速時目標車速V1dcc*を設定する。続いて、コントローラ5が、自車両Aの車速V1に基づいて加速時設定閾値thL1及び減速時設定閾値thL2を設定する。
このような構成により、隣接車両Dが自車線へ車線変更できない事態を防止でき、隣接車両Dが合流車線終点で行き詰まってしまうことを防止できる。
4 車速検出部(自車速検出部)
5 コントローラ5(車線変更可能台数算出部、車線変更運転支援部、加速時変数設定部、減速時変数設定部、閾値設定部、閾値低減部)
Claims (4)
- 自車両の車速を検出する自車速検出部と、
前記自車両が走行する自車線へ隣接車線から車線変更する意図がある車両又は自車線へ合流する合流車線を走行する車両である複数の隣接車両の車速を検出する隣接車速検出部と、
前記自車両と前記隣接車両との前後方向の車間距離を検出する車間距離検出部と、
前記自車速検出部が検出した車速、前記隣接車速検出部が検出した車速、及び前記車間距離検出部が検出した車間距離に基づいて、複数の前記隣接車両のうち前記自車両が加速した場合に自車線かつ前記自車両の直前の前方車両と前記自車両との車間と前記自車両の直後の後方車両と前記自車両との車間からなる領域へ車線変更可能な前記隣接車両の数である加速時台数及び複数の前記隣接車両のうち前記自車両が減速した場合に自車線かつ前記前方車両と前記自車両との車間と前記後方車両と前記自車両との車間からなる領域へ車線変更可能な前記隣接車両の数である減速時台数を算出する車線変更可能台数算出部と、
前記車線変更可能台数算出部が算出した前記加速時台数が前記減速時台数より大きい場合には前記自車両が加速するように前記自車両の制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行い、前記車線変更可能台数算出部が算出した前記加速時台数が前記減速時台数未満である場合には前記自車両が減速するように前記自車両の制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行う車線変更運転支援部と、を備えたことを特徴とする運転支援装置。 - 自車両の車速を検出する自車速検出部と、
前記自車両が走行する自車線へ隣接車線から車線変更する意図がある車両又は自車線へ合流する合流車線を走行する車両である隣接車両の車速を検出する隣接車速検出部と、
前記自車両と前記隣接車両との前後方向の車間距離を検出する車間距離検出部と、
前記自車速検出部が検出した車速、前記隣接車速検出部が検出した車速、及び前記車間距離検出部が検出した車間距離に基づいて、前記自車両が加速した場合に自車線かつ前記自車両の直前の前方車両と前記自車両との車間と前記自車両の直後の後方車両と前記自車両との車間からなる領域へ車線変更可能な前記隣接車両の数である加速時台数及び前記自車両が減速した場合に自車線かつ前記前方車両と前記自車両との車間と前記後方車両と前記自車両との車間からなる領域へ車線変更可能な前記隣接車両の数である減速時台数を算出する車線変更可能台数算出部と、
前記車線変更可能台数算出部が算出した前記加速時台数が前記減速時台数より大きい場合には前記自車両が加速するように前記自車両の制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行い、前記車線変更可能台数算出部が算出した前記加速時台数が前記減速時台数未満である場合には前記自車両が減速するように前記自車両の制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行う車線変更運転支援部と、を備え、
前記車線変更可能台数算出部は、
前記自車速検出部が検出した車速よりも速い目標車速を複数設定し、設定した目標車速それぞれに前記自車両の車速が到達したときの、自車線かつ前記自車両の後へ車線変更可能な前記隣接車両の数を予測し、予測した前記車線変更可能な前記隣接車両の数のうちの最大値を前記加速時台数とするとともに前記車線変更可能な前記隣接車両の数が最大となる目標車速のうち最小の目標車速を加速時目標車速とする加速時変数設定部と、
前記自車速検出部が検出した車速よりも遅い目標車速を複数設定し、設定した目標車速それぞれに前記自車両の車速が到達したときの、自車線かつ前記自車両の前へ車線変更可能な前記隣接車両の数を予測し、予測した前記車線変更可能な前記隣接車両の数のうちの最大値を前記減速時台数とするとともに前記車線変更可能な前記隣接車両の数が最大となる目標車速のうち最大の目標車速を減速時目標車速とする減速時変数設定部と、を備え、
前記車線変更運転支援部は、前記加速時変数設定部が算出した前記加速時台数が前記減速時変数設定部が算出した前記減速時台数より大きい場合には、前記自車両が加速して、前記加速時変数設定部が算出した前記加速時目標車速と前記自車両の車速とが一致するように前記自車両の制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行い、前記加速時変数設定部が算出した前記加速時台数が前記減速時変数設定部が算出した前記減速時台数未満である場合には、前記自車両が減速して、前記減速時変数設定部が算出した前記減速時目標車速と前記自車両の車速とが一致するように前記自車両の制御及び運転者への報知の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項1に記載の運転支援装置。 - 前記加速時変数設定部は、前記加速時目標車速に前記自車両の車速が到達したときの、前記前方車両と前記自車両との車間距離が、設定した加速時設定閾値以上となるように、前記加速時台数及び前記加速時目標車速を設定し、
前記減速時変数設定部は、前記減速時目標車速に前記自車両の車速が到達したときの、前記自車両と前記後方車両との車間距離が、設定した減速時設定閾値以上となるように、前記減速時台数及び前記減速時目標車速を設定し、
前記自車速検出部が検出した車速に基づいて前記加速時設定閾値及び前記減速時設定閾値を設定する閾値設定部を備えたことを特徴とする請求項2に記載の運転支援装置。 - 前記加速時変数設定部は、前記加速時目標車速に前記自車両の車速が到達したときの、前記前方車両と前記自車両との車間距離が、設定した加速時設定閾値以上となるように、前記加速時台数及び前記加速時目標車速を設定し、
前記減速時変数設定部は、前記減速時目標車速に前記自車両の車速が到達したときの、前記自車両と前記後方車両との車間距離が、設定した減速時設定閾値以上となるように、前記減速時台数及び前記減速時目標車速を設定し、
前記隣接車両が前記自車両の走行車線に合流する合流車線を走行している場合に前記隣接車両から合流車線終点までの距離を検出する終点距離検出部と、
前記終点距離検出部が検出した距離が短いほど前記加速時設定閾値及び前記減速時設定閾値を小さくする閾値低減部と、を備えたことを特徴とする請求項2または3に記載の運転支援装置。
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