JP6485792B2

JP6485792B2 - 運転支援制御装置

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Publication number: JP6485792B2
Application number: JP2017052139A
Authority: JP
Inventors: 大村　博志; 博志大村; 紗穂里飯村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: WO2018168329A1; CN110446642A; US11396293B2; EP3581452A1; US20200010085A1; EP3581452A4; JP2018154213A

Description

本発明は、運転支援制御装置に係り、特に、複数の運転支援モードを提供可能な運転支援制御装置に関する。

近年、車両に搭載された運転支援制御装置によって、運転者に対して所定の運転支援モードが提供されるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の運転支援制御装置では、運転者がスイッチ操作することにより、手動運転モード（オフモード）から自動運転モード（運転支援モード）へ切替わるようになっている。この装置では、車両が所定の条件を満たしているときに、このモード遷移が許容されるようになっている。例えば、この条件は、車両に改造が行われていないこと、現在の車速が法定速度を超過していないこと等である。

特開２０１６−８８３３４号公報

しかしながら、近年、複数の運転支援モードが運転支援制御装置によって提供されるようになっている。このため、上述のようなオフモードから運転支援モードへの切替えに限らず、複数の運転支援モード間での切替えにおいても、安全を考慮して、適切な切替条件の設定が必要であるという問題があった。

更に、運転支援モードにおいて設定される走行経路を切替条件に考慮しなければ、安全且つ運転者に対してストレスを与えないような運転モードの切替えができないことが、本発明者によって新たな知見として見出された。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、運転支援モードの切替えの際に安全なモード遷移を可能とする運転支援制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、複数の運転支援モードから運転者により選択された運転支援モードにより車両を制御可能な運転支援制御装置であって、運転支援制御装置は、車両を走行させるための目標走行経路を時間的に繰返し計算し、所定の運転支援モードにおいて、車両を目標走行経路上に沿って走行させる制御を行うように構成されており、運転支援制御装置は、車両の現在位置が目標走行経路から側方へ所定距離を超えてずれている場合には、運転者が所定の運転支援モードを選択しても、所定の運転支援モードへの遷移を禁止し、運転支援制御装置は、走行路内の走行を維持するように設定される第１走行経路と、先行車の軌跡を追従するように設定される第２走行経路と、走行路上での車両の現在の走行挙動に基づいて設定される第３走行経路と、を時間的に繰返し計算し、運転者により選択された運転支援モードに基づいて、第１走行経路，第２走行経路，及び第３走行経路から１つの走行経路を目標走行経路として選択することを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、運転者が運転支援モードを切替えるため所望の運転支援モードを選択したとき、選択された運転支援モードが目標走行経路上を走行させるように車両の制御を行うモードであり、且つ、車両の現在位置がその目標走行経路から側方へ所定距離を超えてずれている場合には、その運転支援モードへのモード遷移が実行されない。したがって、本発明では、運転者が意図して（例えば、障害物を回避するため）、目標走行経路からずれた位置を走行していた場合には、所定の運転支援モードへの遷移が禁止される。これにより、運転支援モードが切替わった途端、車両が意図しない位置（例えば、障害物が存在する位置）へ向けて移動し始めることを抑制することができる。このように、本発明では、運転支援モードの切替えの際、運転者にとって安全で且つ違和感を与え難いモード遷移を行うことが可能となる。

本発明において、具体的には、目標走行経路は、走行路内の走行を維持するように設定された走行経路である。

本発明において、具体的には、運転支援制御装置は、運転者による所定の操作に応答して、運転者により選択された運転支援モードへのモード切替処理を開始する。

本発明において、具体的には、所定の運転支援モード以外の運転支援モードの実行中に、所定の運転支援モードが選択されたとき、車両の現在位置が目標走行経路から側方へ所定距離を超えてずれている場合には、運転支援制御装置は、所定の運転支援モードへの遷移を禁止する。

本発明において、具体的には、複数の運転支援モードは、所定の設定車速で車両を走行させる制御を実行する自動速度制御モードと、先行車を追従する制御を実行する先行車追従モードと、道路上の速度標識により規定される標識制限速度を超えないように車速を制限する速度制限モードと、を含み、所定の運転支援モードは、先行車追従モードである。

本発明の運転支援制御装置によれば、運転支援モードの切替えの際に安全なモード遷移が可能となる。

本発明の実施形態による運転支援制御システムの構成図である。本発明の実施形態による第１走行経路の説明図である。本発明の実施形態による第２走行経路の説明図である。本発明の実施形態による第３走行経路の説明図である。本発明の実施形態による運転支援モードと目標走行経路との関係を示す説明図である。本発明の実施形態による運転支援制御の処理フローである。本発明の実施形態による運転支援モードの切替時における車両の走行状況の説明図である。本発明の実施形態による先行車追従モードへの切替時における処理フローである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による運転支援制御システムについて説明する。まず、図１を参照して、運転支援制御システムの構成について説明する。図１は、運転支援制御システムの構成図である。

本実施形態の運転支援制御システム１００は、車両１（図２等参照）に対して複数の運転支援モードにより、それぞれ異なる運転支援制御を提供するように構成されている。運転者は、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択可能である。

図１に示すように、運転支援制御システム１００は、車両１に搭載されており、運転支援制御装置（ＥＣＵ）１０と、複数のセンサ及びスイッチと、複数の制御システムと、運転支援モードについてのユーザ入力を行うための運転者操作部３５を備えている。複数のセンサ及びスイッチには、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車両の挙動を検出する複数の挙動センサ（車速センサ２３，加速度センサ２４，ヨーレートセンサ２５）及び複数の挙動スイッチ（操舵角センサ２６，アクセルセンサ２７，ブレーキセンサ２８），測位システム２９，ナビゲーションシステム３０が含まれる。また、複数の制御システムには、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３が含まれる。

また、他のセンサ及びスイッチとして、車両１に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両１の４箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダ、車両１の車室内を撮像するインナーカメラを含んでいてもよい。この場合、ＥＣＵ１０は、これらセンサ及びスイッチから測定信号／データを受信する。

運転者操作部３５は、運転者が操作可能なように車両１の車室内に設けられており、複数の運転支援モードから所望の運転支援モードを選択するためのモード選択スイッチ３６と、選択された運転支援モードに応じて設定車速を入力するための設定車速入力部３７と、標識制限速度の許可入力操作を行うための許可入力部３８とを備えている。また、運転者操作部３５は、車両１と先行車との間の車間距離を設定するための設定車間距離入力部を備えていてもよい。運転者がモード選択スイッチ３６を操作することにより、選択された運転支援モードに応じた運転支援モード選択信号が出力される。

設定車速入力部３７は、速度変更ボタンと、設定車速表示部と、確定ボタンを備えている。運転者が速度変更ボタンを操作して、設定車速表示部に所望の設定車速を表示させることにより、表示された設定車速を表す設定車速信号が出力される。

また、許可入力部３８は、標識制限速度表示部と、許可ボタンを備えている。運転者が標識制限速度表示部に表示された標識制限速度と車外の速度標識により規定されている速度とが一致することを確認した後、許可ボタンを押下することにより、許可信号が出力される。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ，各種プログラムを記憶するメモリ，入出力装置等を備えたコンピュータにより構成される。ＥＣＵ１０は、運転者操作部３５から受け取った運転支援モード選択信号，設定車速信号，許可信号、及び、複数のセンサ及びスイッチから受け取った信号に基づき、エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３に対して、それぞれエンジンシステム，ブレーキシステム，ステアリングシステムを適宜に作動させるための要求信号を出力可能に構成されている。

車載カメラ２１は、車両１の周囲を撮像し、撮像した画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、画像データに基づいて対象物（例えば、車両、歩行者、道路、区画線（車線境界線、白線、黄線）、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、交通インフラや車々間通信等によって、車載通信機器を介して外部から対象物の情報を取得してもよい。

ミリ波レーダ２２は、対象物（特に、先行車、駐車車両、歩行者、障害物等）の位置及び速度を測定する測定装置であり、車両１の前方へ向けて電波（送信波）を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、ミリ波レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、ミリ波レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定するように構成してもよい。また、複数のセンサを用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。

車速センサ２３は、車両１の絶対速度を検出する。
加速度センサ２４は、車両１の加速度（前後方向の縦加減速度、横方向の横加速度）を検出する。
ヨーレートセンサ２５は、車両１のヨーレートを検出する。
操舵角センサ２６は、車両１のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。
アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。
ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。

測位システム２９は、ＧＰＳシステム及び／又はジャイロシステムであり、車両１の位置（現在車両位置情報）を検出する。
ナビゲーションシステム３０は、内部に地図情報を格納しており、ＥＣＵ１０へ地図情報を提供することができる。ＥＣＵ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両１の周囲（特に、進行方向前方）に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ＥＣＵ１０内に格納されていてもよい。

エンジン制御システム３１は、車両１のエンジンを制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力の変更を要求するエンジン出力変更要求信号を出力する。

ブレーキ制御システム３２は、車両１のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、車両１への制動力の発生を要求するブレーキ要求信号を出力する。

ステアリング制御システム３３は、車両１のステアリング装置を制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向の変更を要求する操舵方向変更要求信号を出力する。

次に、本実施形態による運転支援制御システム１００が備える運転支援モードについて説明する。本実施形態では、運転支援モードとして、４つのモード（先行車追従モード、自動速度制御モード、速度制限モード、基本制御モード）が備えられている。

先行車追従モードは、基本的に、車両１と先行車との間に車速に応じた所定の車間距離を維持しつつ、車両１を先行車に追従走行させるモードであり、運転支援制御システム１００による自動的なステアリング制御，速度制御（エンジン制御，ブレーキ制御），障害物回避制御（速度制御及びステアリング制御）を伴う。

先行車追従モードでは、車線両端部の検出の可否、及び、先行車の有無に応じて、異なるステアリング制御及び速度制御が行われる。ここで、車線両端部とは、車両１が走行する車線の両端部（白線等の区画線，道路端，縁石，中央分離帯，ガードレール等）であり、隣接する車線や歩道等との境界である。走行路端部検出部としてのＥＣＵ１０は、この車線両端部を車載カメラ２１により撮像された画像データから検出する。また、ナビゲーションシステム３０の地図情報から車線両端部を検出してもよい。しかしながら、例えば、車両１が整備された道路ではなく、車線が存在しない平原を走行する場合や、車載カメラ２１からの画像データの読取り不良等の場合に車線両端部が検出できない場合が生じ得る。

なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１０を走行路端部検出部としているが、これに限らず、走行路端部検出部としての車載カメラ２１が車線両端部を検出してもよいし、走行路端部検出部としての車載カメラ２１とＥＣＵ１０が協働して車線両端部を検出してもよい。

また、本実施形態では、先行車検出部としてのＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ及びミリ波レーダ２２による測定データにより、先行車を検出する。具体的には、車載カメラ２１による画像データにより前方を走行する他車両を走行車として検出する。更に、本実施形態では、ミリ波レーダ２２による測定データにより、車両１と他車両との車間距離が所定距離（例えば、４００〜５００ｍ）以下である場合に、当該他車両が先行車として検出される。

なお、上記実施形態では、ＥＣＵ１０を先行車検出部としているが、これに限らず、先行車検出部としての車載カメラ２１が前方を走行する他車両を検出してもよく、ＥＣＵ１０に加えて車載カメラ２１及びミリ波レーダ２２が先行車両検出部の一部を構成してもよい。

まず、車線両端部が検出される場合、車両１は、車線の中央付近を走行するようにステアリング制御され、設定車速入力部３７を用いて運転者によって又は所定の処理に基づいてシステム１００によって予め設定された設定車速（一定速度）を維持するように速度制御される。なお、設定車速が制限速度（速度標識やカーブの曲率に応じて規定される制限速度）よりも大きい場合は制限速度が優先され、車両１の車速は制限速度に制限される。カーブの曲率に応じて規定される制限速度は、所定の計算式により計算され、カーブの曲率が大きい（曲率半径が小さい）ほど低速度に設定される。

なお、車両１の設定車速が先行車の車速よりも大きい場合は、車両１は、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御される。また、追従していた先行車が車線変更等により、車両１の前方に存在しなくなると、車両１は、再び設定車速を維持するように速度制御される。

また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車が存在する場合、車両１は、先行車の走行軌跡を追従するようにステアリング制御され、且つ、先行車の走行軌跡上の速度に追従するように速度制御される。

また、車線両端部が検出されない場合であって、且つ、先行車も存在しない場合、走行路上での走行位置を特定できない（区画線等検出不可、先行車追従不可）。この場合、現在の走行挙動（操舵角、ヨーレート、車速、加減速度等）を運転者の意思により維持又は変更するように、運転者がステアリングホイール，アクセルペダル，ブレーキペダルを操作することにより、ステアリング制御及び速度制御を実行する。

また、自動速度制御モードは、運転者によって又はシステム１００によって予め設定された所定の設定車速（一定速度）を維持するように速度制御するモードであり、運転支援制御システム１００による自動的な速度制御（エンジン制御，ブレーキ制御）が行われるが、原則的にはステアリング制御は行われない。ただし、車両１が走行路（車線）から逸脱するような場合や、障害物（周辺車両や構造物）に衝突するおそれがある場合には、運転支援制御システム１００により、障害物との間隔に応じた減速制御や、自動的なステアリング制御が行われる。

この自動速度制御モードでは、車両１は、設定車速を維持するように走行するが、運転者によるアクセルペダルの踏み込みにより設定車速を超えて増速され得る（アクセルオーバーライド制御）。また、運転者がブレーキ操作を行った場合には、運転者の意思が優先され、設定車速から減速される。また、先行車に追いついた場合には、車速に応じた車間距離を維持しながら先行車に追従するように速度制御され、先行車が存在しなくなると、再び設定車速に復帰するように速度制御される。

また、速度制限モードは、車両１の車速が速度標識により規定される制限速度（標識制限速度）を超えないように、速度制御するモードであり、運転支援制御システム１００による自動的な速度制御（エンジン制御）を伴う。標識制限速度は、車載カメラ２１により撮像された速度標識や路面上の速度表示の画像データをＥＣＵ１０が画像認識処理することにより特定してもよいし、外部からの無線通信により受信してもよい。この標識制限速度は、ＥＣＵ１０から運転者操作部３５に出力され、許可入力部３８の標識制限速度表示部に表示される。速度制限モードでは、運転者が制限速度を超えるようにアクセルペダルを踏み込んだ場合であっても、車両１は制限速度までしか増速されない。

また、基本制御モードは、運転者操作部３５により、運転支援モードが選択されていないときのモード（オフモード）であり、運転支援制御システム１００による自動的なステアリング制御及び速度制御は行われない。ただし、自動衝突防止制御は実行されるように構成されており、この制御において、車両１が先行車等に衝突する可能性がある場合には自動的にブレーキ制御が実行され、衝突が回避される。また、自動衝突防止制御は、先行車追従モード，自動速度制御，速度制限モードにおいても同様に実行される。

また、自動速度制御モード、速度制限モード、及び基本制御モードにおいても、障害物回避制御（速度制御のみ、又は、速度制御及びステアリング制御）が更に実行される。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態による運転支援制御システム１００において計算される複数の走行経路について説明する。図２〜図４は、それぞれ第１走行経路〜第３走行経路の説明図である。本実施形態では、ＥＣＵ１０が、以下の第１走行経路Ｒ１〜第３走行経路Ｒ３を時間的に繰返し計算するように構成されている（例えば、０．１秒毎）。本実施形態では、ＥＣＵ１０は、センサ等の情報に基づいて、現時点から所定期間（例えば、２〜４秒）が経過するまでの間の走行経路を計算する。走行経路Ｒｘ（ｘ＝１，２，３）は、走行経路上の車両１の目標位置（Ｐｘ_ｋ）及び目標速度（Ｖｘ_ｋ）により特定される（ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ）。

なお、図２〜図４における走行経路（第１走行経路〜第３走行経路）は、車両１が走行する走行路上又は走行路周辺の障害物（駐車車両、歩行者等を含む）に関する障害物情報（即ち時間的に状況が変動し得る情報）、及び、走行状況の変化に関する走行状況変化情報を考慮せずに、走行路の形状，先行車の走行軌跡，車両１の走行挙動，及び設定車速に基づいて計算される。走行状況変化情報には、交通法規（交通信号や交通標識等）による走行規制に関する走行規制情報（即ち地図情報からではなく走行中にその場で検出可能な情報）や、運転者の意思（ウインカ（方向指示器）の操作等の進路変更の意思）による車線変更要求情報が含まれ得る。このように、本実施形態では、障害物情報や走行規制情報等が計算に考慮されないので、これら複数の走行経路の全体的な計算負荷を低く抑えることができる。

以下では、理解の容易のため、車両１が直線区間５ａ，カーブ区間５ｂ，直線区間５ｃからなる道路５を走行する場合において計算される各走行経路について説明する。道路５は、左右の車線５_L，５_Rからなる。現時点において、車両１は、直線区間５ａの車線５_L上を走行しているものとする。

図２に示すように、第１走行経路Ｒ１は、道路５の形状に即して車両１に走行路である車線５_L内の走行を維持させるように所定期間分だけ設定される。詳しくは、第１走行経路Ｒ１は、直線区間５ａ，５ｃでは車両１が車線５_Lの中央付近の走行を維持するように設定され、カーブ区間５ｂでは車両１が車線５_Lの幅方向中央よりも内側又はイン側（カーブ区間の曲率半径Ｌの中心Ｏ側）を走行するように設定される。

ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１により撮像された車両１の周囲の画像データの画像認識処理を実行し、車線両端部６_L，６_Rを検出する。車線両端部は、上述のように、区画線（白線等）や路肩等である。更に、ＥＣＵ１０は、検出した車線両端部６_L，６_Rに基づいて、車線５_Lの車線幅Ｗ及びカーブ区間５ｂの曲率半径Ｌを算出する。また、ナビゲーションシステム３０の地図情報から車線幅Ｗ及び曲率半径Ｌを取得してもよい。更に、ＥＣＵ１０は、画像データから速度標識Ｓや路面上に表示された制限速度を読み取る。なお、上述のように、制限速度を外部からの無線通信により取得してもよい。

ＥＣＵ１０は、直線区間５ａ，５ｃでは、車線両端部６_L，６_Rの幅方向の中央部を車両１の幅方向中央部（例えば、重心位置）が通過するように、第１走行経路Ｒ１の複数の目標位置Ｐ１_ｋを設定する。なお、本実施形態では、第１走行経路Ｒ１は、直線区間において、車両１が車線中央を走行するように設定されるが、これに限らず、運転者の運転特性（好み等）を反映させて、車線中央よりも所定のシフト量（距離）だけ幅方向に偏った車線中央付近に第１走行経路Ｒ１を設定するように構成してもよい。

一方、ＥＣＵ１０は、カーブ区間５ｂでは、カーブ区間５ｂの長手方向の中央位置Ｐ１_ｃにおいて、車線５_Lの幅方向中央位置からイン側への変位量Ｗｓを最大に設定する。この変位量Ｗｓは、曲率半径Ｌ，車線幅Ｗ，車両１の幅寸法Ｄ（ＥＣＵ１０のメモリに格納された規定値）に基づいて計算される。そして、ＥＣＵ１０は、カーブ区間５ｂの中央位置Ｐ１_ｃと直線区間５ａ，５ｃの幅方向中央位置とを滑らかにつなぐように第１走行経路Ｒ１の複数の目標位置Ｐ１_ｋを設定する。なお、カーブ区間５ｂへの進入前後においても、直線区間５ａ，５ｃのイン側に第１走行経路Ｒ１を設定してもよい。

第１走行経路Ｒ１の各目標位置Ｐ１_ｋにおける目標速度Ｖ１_ｋは、原則的に、運転者が運転者操作部３５の設定車速入力部３７によって又はシステム１００によって予め設定された所定の設定車速（一定速度）に設定される。しかしながら、この設定車速が、速度標識Ｓ等から取得された制限速度、又は、カーブ区間５ｂの曲率半径Ｌに応じて規定される制限速度を超える場合、走行経路上の各目標位置Ｐ１_ｋの目標速度Ｖ１_ｋは、２つの制限速度のうち、より低速な制限速度に制限される。さらに、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の挙動状態（即ち、車速，加減速度，ヨーレート，操舵角，横加速度等）に応じて、目標位置Ｐ１_ｋ，目標速度Ｖ１_ｋを適宜に補正する。例えば、現車速が設定車速から大きく異なっている場合は、車速を設定車速に近づけるように目標速度が補正される。

なお、第１走行経路Ｒ１は、原則的には車線両端部が検出される場合に用いられる走行経路であるため、車線両端部が検出されない場合には計算しなくてもよいが、車線両端部が検出されていないにもかかわらず第１走行経路Ｒ１が誤って選択された場合に備えて、代替的に以下のように計算してもよい。

この場合、車両１が車線５_Lの中央を走行していると仮定し、ＥＣＵ１０は、車両１の車速に応じて操舵角又はヨーレートを用いて仮想的な車線両端部を設定する。そして、ＥＣＵ１０は、仮想的に設定した車両両端部に基づいて、上記と同様に、直線区間であれば車線の中央を走行し、カーブ区間であれば車線のイン側を走行するように第１走行経路を計算する。

また、図３に示すように、第２走行経路Ｒ２は、先行車３の走行軌跡を追従するように所定期間分だけ設定される。ＥＣＵ１０は、車載カメラ２１による画像データ，ミリ波レーダ２２による測定データ，車速センサ２３による車両１の車速に基づいて、車両１の走行する車線５_L上の先行車３の位置及び速度を継続的に計算して、これらを先行車軌跡情報として記憶し、この先行車軌跡情報に基づいて、先行車３の走行軌跡を第２走行経路Ｒ２（目標位置Ｐ２_ｋ、目標速度Ｖ２_ｋ）として設定する。なお、第２走行経路Ｒ２は、原則的に車線両端部が検出されない場合に選択される走行経路である（このため、図３では、理解の容易のため車線を想像線で示している）。

本実施形態では、第２走行経路Ｒ２は、原則的には先行車が検出される場合に計算される走行経路であるため、先行車が検出されない場合には計算しなくてもよいが、先行車が検出されていないにもかかわらず第２走行経路Ｒ２が誤って選択された場合に備えて、代替的に以下のように計算してもよい。

この場合、ＥＣＵ１０は、車両１から車速に応じた所定距離だけ前方に先行車が走行していると仮定する。この仮想的な先行車は車両１と同じ走行挙動（車速，操舵角，ヨーレート等）を有するものとする。そして、ＥＣＵ１０は、仮想的な先行車を追従するように第２走行経路Ｒ２を計算する。

また、図４に示すように、第３走行経路Ｒ３は、運転者による車両１の現在の運転状態に基づいて所定期間分だけ設定される。即ち、第３走行経路Ｒ３は、車両１の現在の走行挙動から推定される位置及び速度に基づいて設定される。
ＥＣＵ１０は、車両１の操舵角，ヨーレート，横加速度に基づいて、所定期間分の第３走行経路Ｒ３の目標位置Ｐ３_ｋを計算する。ただし、ＥＣＵ１０は、車線両端部が検出される場合、計算された第３走行経路Ｒ３が車線端部に近接又は交差しないように、目標位置Ｐ３_ｋを補正する。

また、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の車速，加減速度に基づいて、所定期間分の第３走行経路Ｒ３の目標速度Ｖ３_ｋを計算する。なお、目標速度Ｖ３_ｋが速度標識Ｓ等から取得された制限速度を超えてしまう場合は、制限速度を超えないように目標速度Ｖ３_ｋを補正してもよい。

次に、図５を参照して、本実施形態による運転支援制御システム１００における運転支援モードと走行経路との関係について説明する。図５は、運転支援モードと目標走行経路との関係を示す説明図である。本実施形態では、運転者がモード選択スイッチ３６を操作して１つの運転支援モードを選択すると、ＥＣＵ１０が、センサ等による測定データに応じて、第１走行経路Ｒ１〜第３走行経路Ｒ３のうち、いずれか１つを選択するように構成されている。即ち、本実施形態では、運転者がある運転支援モードを選択しても、必ず同じ走行経路が適用されるわけではなく、走行状況に応じた適切な走行経路が適用されるように構成されている。

先行車追従モードの選択時には、車線両端部が検出されていると、先行車の有無にかかわらず、第１走行経路が適用される。この場合、設定車速入力部３７によって設定された設定車速が目標速度となる。
一方、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車が検出された場合、第２走行経路が適用される。この場合、目標速度は、先行車の車速に応じて設定される。また、先行車追従モードの選択時において、車線両端部が検出されず、先行車も検出されない場合、第３走行経路が適用される。

また、自動速度制御モードの選択時には、第３走行経路が適用される。自動速度制御モードは、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、設定車速入力部３７によって設定された設定車速が目標速度となる。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。このため、第３走行経路が適用されるが、運転者の操作（ステアリングホイール、ブレーキ）によっては、必ずしも第３走行経路に従って車両１が走行しない場合がある。

また、速度制限モードの選択時にも第３走行経路が適用される。速度制限モードも、上述のように速度制御を自動的に実行するモードであり、目標速度は、制限速度以下の範囲で、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じて設定される。また、運転者によるステアリングホイールの操作に基づいてステアリング制御が実行される。このため、自動速度制御モードと同様に、第３走行経路が適用されるが、運転者の操作（ステアリングホイール、ブレーキ、アクセル）によっては、必ずしも第３走行経路に従って車両１が走行しない場合がある。

また、基本制御モード（オフモード）の選択時には、第３走行経路が適用される。基本制御モードは、基本的に、速度制限モードにおいて制限速度が設定されない状態と同様である。

次に、図６を参照して、本実施形態の運転支援制御システム１００における運転支援制御の処理フローを説明する。図６は運転支援制御の処理フローである。

ＥＣＵ１０は、図６の処理フローを所定時間（例えば、０．１秒）ごとに繰り返して実行している。まず、ＥＣＵ１０は、情報取得処理を実行する（Ｓ１１）。情報取得処理において、ＥＣＵ１０は、測位システム２９及びナビゲーションシステム３０から、現在車両位置情報及び地図情報を取得し（Ｓ１１ａ）、車載カメラ２１，ミリ波レーダ２２，車速センサ２３，加速度センサ２４，ヨーレートセンサ２５，運転者操作部３５等からセンサ情報を取得し（Ｓ１１ｂ）、操舵角センサ２６，アクセルセンサ２７，ブレーキセンサ２８，方向指示器センサ等からスイッチ情報を取得する（Ｓ１１ｃ）。

次に、ＥＣＵ１０は、情報取得処理（Ｓ１１）において取得した各種の情報を用いて所定の情報検出処理を実行する（Ｓ１２）。情報検出処理において、ＥＣＵ１０は、現在車両位置情報及び地図情報並びにセンサ情報から、車両１の周囲及び前方エリアにおける走行路形状に関する走行路情報（直線区間及びカーブ区間の有無，各区間長さ，カーブ区間の曲率半径，車線幅，車線両端部位置，車線数，交差点の有無，カーブ曲率で規定される制限速度等）、走行規制情報（標識制限速度、赤信号等）、障害物情報（先行車や障害物の有無，位置，速度等）、先行車軌跡情報（先行車の位置及び速度）を検出する（Ｓ１２ａ）。

また、ＥＣＵ１０は、スイッチ情報から、運転者による車両操作に関する車両操作情報（操舵角，アクセルペダル踏み込み量，ブレーキペダル踏み込み量等）を検出し（Ｓ１２ｂ）、更に、スイッチ情報及びセンサ情報から、車両１の挙動に関する走行挙動情報（車速、加減速度、横加速度、ヨーレート等）を検出する（Ｓ１２ｃ）。

次に、ＥＣＵ１０は、計算により得られた情報に基づいて、走行経路計算処理を実行する（Ｓ１３）。走行経路計算処理では、上述のように、第１走行経路の計算処理（Ｓ１３ａ）、第２走行経路の計算処理（Ｓ１３ｂ）、第１走行経路の計算処理（Ｓ１３ｃ）がそれぞれ実行される。

第１走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、設定車速，車線両端部，車線幅，制限速度，車速，加減速度，ヨーレート，操舵角，横加速度等に基づいて、直線区間では車線中央付近を走行するように、カーブ区間では旋回半径が大きくなるようにカーブのイン側を走行するように、且つ、設定車速，交通標識による制限速度，及びカーブ曲率により規定される制限速度のうち最も低速な速度を上限速度とするように、所定期間分（例えば、２〜４秒）の走行経路Ｒ１（目標位置Ｐ１_ｋ及び目標速度Ｖ１_ｋ）を計算する。

また、第２走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、センサ情報等から取得した先行車の先行車軌跡情報（位置及び速度）から、先行車と車両１との間に所定の車間距離を維持しつつ、車間距離を走行する時間分だけ遅れて先行車の挙動（位置及び速度）に追従するように、所定期間分の走行経路Ｒ２を計算する。

また、第３走行経路計算処理では、ＥＣＵ１０は、車両操作情報，走行挙動情報等に基づいて、現在の車両１の挙動から推定される所定期間分の走行経路Ｒ３を計算する。

次に、ＥＣＵ１０は、計算した３つの走行経路から１つの目標走行経路を選択する走行経路選択処理を実行する（Ｓ１４）。この処理では、ＥＣＵ１０は、上述のように、運転者がモード選択スイッチ３６により選択している運転支援モードに加えて、車線両端部の検出の可否、先行車の有無に基づいて、１つの目標走行経路を選択する（図５参照）。

次に、ＥＣＵ１０は、選択されている運転支援モードに応じて、車両１が最終的に算出された走行経路上を走行するように、該当する制御システム（エンジン制御システム３１，ブレーキ制御システム３２，ステアリング制御システム３３）へ要求信号を出力する（Ｓ１５）。

次に、図７及び図８を参照して、本実施形態の運転支援制御システム１００における運転支援モードのモード切替処理について説明する。図７は運転支援モードの切替時における車両の走行状況の説明図であり、図８は先行車追従モードへの切替時における処理フローである。

図７において、車両１は道路７上を走行している。選択されている運転支援モードは、通常はステアリング制御を伴わないモード（自動速度制御モード，速度制御モード，又は基本制御モード）である。また、運転者は、道路７の右端付近に存在する障害物８を回避するように、車両１を道路７内の左側に寄せて走行させている（車両１_A参照）。

なお、現在選択されている運転支援モードでは、通常は、設定されている目標走行経路に沿って車両１を走行させるような自動的なステアリング制御が行われない。このため、車両１は、設定されている目標走行経路にかかわらず、運転者のステアリング操作により、所望の走行経路を走行可能である。

図７に示す状況において、運転者がモード選択スイッチ３６により先行車追従モードを選択したとする。第１走行経路Ｒ１は、道路７の幅方向中央を通過するように設定されている。車両１の現在位置（例えば、車両１の現在の重心位置Ｇ）は、第１走行経路Ｒ１に対して、道路の車幅方向又は進行方向と直交する方向において、距離ｄだけ左側にずれている。

図７の状況では、ＥＣＵ１０は、先行車追従モードを示す運転支援モード選択信号を受けたときに、先行車は検出していないが、道路７の車線両端部を検出している。したがって、先行車追従モードへ移行したときには、目標走行経路として第１走行経路Ｒ１が選択され、車両１は、この第１走行経路Ｒ１に沿って走行するように、自動的にステアリング制御が行われることになる。

よって、車両１は、障害物８を回避するため道路７上の左寄りの位置を走行していたのに、先行車追従モードに移行した途端、左寄りの位置から幅方向中央に向けて移動することになる（車両１_B参照）。そうすると、運転者は、先行車追従モードによるステアリング制御をオーバーライドするため、再び手動でステアリング操作をして、障害物８を回避することになる。この場合、運転者は、運転支援モードの切替時に違和感を感じることになる。

そこで、本実施形態では、目標走行経路に沿って自動的にステアリング制御が実行される運転支援モードにモード切替えする場合において、車両１の現在位置が、切替後の運転支援モードの目標走行経路から大きく横方向にずれている場合（具体的には、所定距離ｄ_thより大きい場合）、モード切替え不能としている。この場合、所定のランプの点灯や警告音の発生により、運転者にモード切替え不能である旨を報知してもよい。

図７の場合には、モード切替時における車両１の現在位置（重心位置Ｇ）と、運転者が選択した運転支援モードで設定されることになる目標走行経路（第１走行経路Ｒ１）との間の距離ｄが所定距離ｄ_thと比較される。そして、距離ｄの方が所定距離ｄ_thよりも大きいので、運転支援モードは遷移されない。

次に、図８を参照して、先行車追従モードへの切替時における処理手順を説明する。ＥＣＵ１０は、図８の処理を時間的に繰返し実行する。なお、図８の処理が図６の走行経路選択処理（Ｓ１４）の一部を構成してもよい。

先ず、処理が開始されると、ＥＣＵ１０は、図６のステップＳ１１と同様に車両１の現在位置を取得し（Ｓ２０）、さらに、図６のステップＳ１３において計算された走行経路を所得する（Ｓ２１）。

引き続き、ＥＣＵ１０は、モード選択スイッチ３６から受け取る運転支援モード選択信号に変化が有ったか否かを判定する（Ｓ２２）。これまで受け取っていた運転支援モード選択信号に変化が無い場合（Ｓ２２；Ｎｏ）、同じ運転支援モードが選択されているので、ＥＣＵ１０は処理を終了する。

一方、運転支援モード選択信号に変化が有った場合（Ｓ２２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、運転支援モード選択信号に基づいて、運転者が運転支援モードを先行車追従モードへ切替えようとしているか否かを判定する（Ｓ２３）。先行車追従モードへの切替えでない場合（Ｓ２３；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は処理を終了する。

一方、先行車追従モードへの切替えであった場合（Ｓ２３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置と、先行車追従モードに切り替わった場合に選択される走行経路との間の距離ｄが、所定距離ｄ_thよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２４）。

距離ｄが所定距離ｄ_thよりも大きい場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は、先行車追従モードへのモード遷移をすることなく、処理を終了する。一方、距離ｄが所定距離ｄ_thと同じか又は小さい場合（Ｓ２４；Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は、運転支援モードを先行車追従モードへ切替え（Ｓ２５）、処理を終了する。

次に、本実施形態の運転支援制御装置の作用について説明する。
本実施形態の運転支援制御装置（ＥＣＵ）１０では、複数の運転支援モードから運転者により選択された運転支援モードにより車両１を制御可能である。ＥＣＵ１０は、車両１を走行させるための目標走行経路（第１走行経路Ｒ１〜第３走行経路Ｒ３）を時間的に繰返し計算している。ＥＣＵ１０は、先行車追従モードにおいて、車両１を目標走行経路上に沿って走行させる制御を行うように構成されている。そして、ＥＣＵ１０は、車両１の現在位置が目標走行経路から側方へ所定距離ｄ_thを超えてずれている場合には、運転者が先行車追従モードを選択しても、先行車追従モードへの遷移を禁止する。

したがって、本実施形態において、運転者が運転支援モードを切替えるため所望の運転支援モードを選択したとき、選択された運転支援モードが目標走行経路上を走行させるように車両の制御を行う先行車追従モードであり、且つ、車両の現在位置がその目標走行経路から側方へ所定距離ｄ_thを超えてずれている場合には、先行車追従モードへのモード遷移が実行されない。したがって、本実施形態では、運転者が意図して（例えば、図７において障害物９を回避するため）、目標走行経路からずれた位置を走行していた場合には、先行車追従モードへの遷移が禁止される。これにより、運転支援モードが切替わった途端、車両１が意図しない位置（例えば、障害物８が存在する位置）へ向けて移動し始めることを抑制することができる。このように、本実施形態では、運転支援モードの切替えの際、運転者にとって安全で且つ違和感を与え難いモード遷移を行うことが可能となる。

なお、上記実施形態では、目標走行経路に沿うようにステアリング制御が実行される運転支援モードとして、先行車追従モードを例にして説明したが、これに限られず、他のモードであってもよい。他のモードとして、新たな運転支援モードを追加してもよいし、状況によって自動的なステアリング制御が実行される自動速度制御モードも含まれ得る。

１車両
１０運転支援制御装置
３５運転者操作部
３６モード選択スイッチ
３７設定車速入力部
３８許可入力部
１００運転支援制御システム

Claims

複数の運転支援モードから運転者により選択された運転支援モードにより車両を制御可能な運転支援制御装置であって、
前記運転支援制御装置は、前記車両を走行させるための目標走行経路を時間的に繰返し計算し、所定の運転支援モードにおいて、前記車両を前記目標走行経路上に沿って走行させる制御を行うように構成されており、
前記運転支援制御装置は、前記車両の現在位置が前記目標走行経路から側方へ所定距離を超えてずれている場合には、運転者が前記所定の運転支援モードを選択しても、前記所定の運転支援モードへの遷移を禁止し、
前記運転支援制御装置は、走行路内の走行を維持するように設定される第１走行経路と、先行車の軌跡を追従するように設定される第２走行経路と、走行路上での車両の現在の走行挙動に基づいて設定される第３走行経路と、を時間的に繰返し計算し、運転者により選択された運転支援モードに基づいて、前記第１走行経路，前記第２走行経路，及び前記第３走行経路から１つの走行経路を前記目標走行経路として選択する、運転支援制御装置。
前記運転支援制御装置は、運転者による所定の操作に応答して、運転者により選択された運転支援モードへのモード切替処理を開始する、請求項１に記載の運転支援制御装置。
前記所定の運転支援モード以外の運転支援モードの実行中に、前記所定の運転支援モードが選択されたとき、前記車両の現在位置が前記目標走行経路から所定距離を超えてずれている場合には、前記運転支援制御装置は、前記所定の運転支援モードへの遷移を禁止する、請求項１又は２に記載の運転支援制御装置。
前記複数の運転支援モードは、
所定の設定車速で車両を走行させる制御を実行する自動速度制御モードと、
先行車を追従する制御を実行する先行車追従モードと、
道路上の速度標識により規定される標識制限速度を超えないように車速を制限する速度制限モードと、を含み、
前記所定の運転支援モードは、前記先行車追従モードである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転支援制御装置。