JP6911779B2

JP6911779B2 - 車両制御装置

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Publication number: JP6911779B2
Application number: JP2018011177A
Authority: JP
Inventors: 将尭横田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2021-07-28
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: CN110077403A; JP2019127200A; US20190232960A1

Description

本発明は、車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、自車両の前方を走行する先行車の前方の空きスペースの距離が、自車両が先行車を安全に追い越すことができる安全距離以上である場合、追越し可判断情報をドライバに知らせる装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１０８９６７号公報

先行車の挙動等によっては、自車両のドライバが該先行車を早く追い越したい心理になる可能性がある。特許文献１に記載の技術では、この点について考慮されておらず改善の余地がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ドライバの心理に影響を与える先行車の挙動等を考慮した先行車の追越が可能な車両制御装置を提案することを課題とする。

本発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の前方を走行する先行車に係るふらつきの程度に基づいて、前記先行車の危険度を判定する危険度判定手段と、前記自車両が前記先行車を追い越すための追越態様を設定する設定手段であって、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合の前記追越態様を、前記先行車の危険度が相対的に低いと判定された場合の前記追越態様に比べて追越に係るリスクが小さくなるように設定する設定手段と、前記設定された追越態様で、前記先行車を追い越すように前記自車両を制御する制御手段と、を備えるというものである。

第１実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係る車両制御処理を示すフローチャートである。第２実施形態に係る車両制御処理を示すフローチャートである。第３実施形態に係る車両制御処理を示すフローチャートである。

車両制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
車両制御装置に係る第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。

（構成）
第１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、第１実施形態に係る車両制御装置の構成を示すブロック図である。

図１において、車両制御装置１００は車両１に搭載されており、車両１を自動運転可能に構成されている。車両制御装置１００は、先行車車速検出部１１、先行車位置検出部１２、自車車速検出部１３、自車位置検出部１４、先行車位置速度予測部１５、追越可否判定部１６、先行車危険度判定部１７、追越手段設定部１８及び車両制御部１９を備えて構成されている。

ここで「先行車」は、車両１の直前を走行し、車両１の追越対象となる車両を意味する。尚、追越対象であるか否かは、例えば、車両１の前方の所定範囲（例えば２００メートル）内に、車両１と同一車線を走行している車両であるか否かを判定することによって決定すればよい。

先行車車速検出部１１は、例えば車両１の前部に設置されたミリ波レーダ等の計測器の出力等に基づいて、先行車の車速（例えば、車両１に対する先行車の相対速度）を検出する。先行車位置検出部１２は、例えば、車両１の前部に設置されたミリ波レーダ等の計測器の出力、及び／又は、車両１の前方を撮像するカメラの出力、等に基づいて、先行車の位置（例えば、車両１に対する先行車の相対位置）を検出する。

自車車速検出部１３は、例えば車両１に設けられた車速センサの出力等に基づいて、車両１の車速を検出する。自車位置検出部１４は、例えばＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等を用いて、車両１の位置を検出する。

先行車位置速度予測部１５は、先行車車速検出部１１、先行車位置検出部１２、自車車速検出部１３及び自車位置検出部１４各々の出力に基づいて、先行車の位置及び速度を予測する。

尚、先行車の車速及び位置の検出、車両１の車速及び位置の検出、並びに、先行車の位置及び速度の予測には、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細な説明は省略する。

追越可否判定部１６は、先行車位置速度予測部１５、自車車速検出部１３及び自車位置検出部１４各々の出力等に基づいて、先行車の追越が可能か否かを判定する。追越可否判定部１６は、例えば、（ｉ）追越レーンが存在する、（ｉｉ）追越レーンに十分なスペースが存在する、（ｉｉｉ）車両１の現在の速度が先行車の現在の速度より所定値（例えば時速５キロメートル）以上大きい、（ｉｖ）先行車を追い越す際の車両１の目標速度が制限速度以下である、等の追越可能条件が成立した場合に、先行車の追越が可能であると判定する。

先行車危険度判定部１７は、先行車の危険度を判定する。具体的には、先行車危険度判定部１７は、先行車位置速度予測部１５により予測された先行車の位置及び速度の時間変化と、先行車に係る基本走路（例えば車線中心）とから、先行車の基本走路に対する該先行車の走行軌跡の変動量を推定し、所定期間（例えば５秒）における変動量に基づいて危険度を判定する。或いは、先行車危険度判定部１７は、先行車の基本走路と該先行車の走行軌跡との差分の時間変化を周波数分析し、ピーク周波数に基づいて危険度を判定する。

ここで、危険度は、複数階調で規定されてもよいし、２階調（即ち、“０”、“１”）で規定されてもよい。危険度が複数階調で規定されている場合、先行車危険度判定部１７は、所定期間における変動量が大きいほど危険度を大きくする、或いは、ピーク周波数が小さいほど危険度を大きくする。他方、危険度が２階調で規定されている場合、先行車危険度判定部１７は、所定期間における変動量が閾値を超えた場合に危険（即ち、“１”）と判定する、或いは、ピーク周波数が所定範囲内である場合に危険と判定する。

先行車危険度判定部１７は、更に、例えば車両１の前方を撮像するカメラの画像に基づいて、先行車の積載態様を推定する。先行車危険度判定部１７は、推定された積載態様が、例えば、（ｉ）荷物の固定が甘い、（ｉｉ）砂利、砂等を積載、等である場合、危険度を大きくする（複数階調の場合）又は危険と判定する（２階調の場合）。

追越手段設定部１８は、車両１が先行車を追い越す場合の追越態様を設定する。追越手段設定部１８は、追越態様として、例えば、先行車を追い越す際の車両１の速度及び走行経路等を設定する。本実施形態では特に、追越手段設定部１８は、先行車危険度判定部１７の判定結果に基づいて、追越態様を変更する（詳細については後述する）。

車両制御部１９は、追越可否判定部１６により先行車の追越が可能であると判定された場合に、追越手段設定部１８により設定された追越態様で車両１が走行するように車両１を制御する。

（車両制御処理）
次に、車両制御装置１００が実施する車両制御処理について図２のフローチャートを参照して説明する。図２に示す車両制御処理は、主に、車両制御装置１００が車両１を自動運転している際に実施される。

図２において、車両制御装置１００は、車両１の前部に設置されたミリ波レーダ等の計測器の出力、及び／又は、車両１の前方を撮像するカメラの出力、等に基づいて、車両１の前方に先行車が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１では、例えば、車両１の前方の所定範囲内に、車両１と同一車線を走行している車両が存在する場合に先行車が存在すると判定され、車両１の前方の所定範囲内に、車両１と同一車線を走行している車両が存在しない場合に先行車が存在しないと判定される。

車両制御装置１００は、ステップＳ１０１の結果に基づいて、先行車が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判定において、先行車が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、車両制御部１９（図１参照）は、車両１の燃費効率が最も良くなる態様で車両１が走行するように（即ち、巡航するように）車両１を制御する（ステップＳ１１５）。その後、所定時間（例えば数十ミリ秒から数百ミリ秒）経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。つまり、図２に示す車両制御処理は、所定時間に応じた周期で繰り返し行われる。

ステップＳ１０２の判定において、先行車が存在すると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、先行車危険度判定部１７（図１参照）は、先行車の危険度を判定する（ステップＳ１０３）。

車両制御装置１００は、ステップＳ１０３の結果に基づいて、先行車が安全か否かを判定する（ステップＳ１０４）。危険度が複数階調で規定されている場合、車両制御装置１００は、危険度が所定の危険度閾値より小さい場合に、先行車を安全と判定する。他方、危険度が２階調で規定されている場合、車両制御装置１００は、危険度が“０”である場合に、先行車を安全と判定する。

ステップＳ１０４の判定において、先行車が安全であると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、追越可否判定部１６（図１参照）は、車両１が先行車を通常の相対速度（例えば時速１０キロメートル未満）で追い越すことが可能か否かを判定する（ステップＳ１０５）。

車両制御装置１００は、ステップＳ１０５の結果に基づいて、追越可能か否かを判定する（ステップＳ１０６）。この判定において、追越可能であると判定された場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、追越手段設定部１８（図１参照）は、車両１が先行車を通常の相対速度で追い越すための追越トラジェクトリ（即ち、目標走行経路）を生成する（ステップＳ１０７）。車両制御部１９は、生成された追越トラジェクトリに従って走行するように車両１を制御する。この結果、車両１は先行車を追い越す（ステップＳ１０８）。その後、所定時間経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。

他方、ステップＳ１０６の判定において、追越可能ではないと判定された場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、車両制御部１９は、車両１が所定の車間距離で先行車を追従するように車両１を制御する（ステップＳ１０９）。その後、所定時間経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。

ステップＳ１０４の判定において、先行車が安全ではないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、追越可否判定部１６は、車両１が先行車を通常の相対速度よりも高い相対速度（例えば時速１０キロメートル以上）で追い越すことが可能か否かを判定する（ステップＳ１１０）。

車両制御装置１００は、ステップＳ１１０の結果に基づいて、追越可能か否かを判定する（ステップＳ１１１）。この判定において、追越可能であると判定された場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、追越手段設定部１８は、車両１が先行車を、上記通常の相対速度よりも高い相対速度で追い越すための追越トラジェクトリを生成する（ステップＳ１１１２）。車両制御部１９は、生成された追越トラジェクトリに従って走行するように車両１を制御する。この結果、車両１は先行車を追い越す（ステップＳ１１３）。その後、所定時間経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。

他方、ステップＳ１１１の判定において、追越可能ではないと判定された場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、車両制御部１９は、車両１が上記所定の車間距離よりも大きな車間距離で先行車を追従するように車両１を制御する（ステップＳ１１４）。その後、所定時間経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。

（技術的効果）
当該実施形態では、先行車が安全ではないと判定され、且つ、追越可能と判定された場合、通常よりも高い相対速度で先行車を追い越すように車両１が制御される。この結果、例えば道路の幅方向へのふらつきが比較的大きいこと等に起因して安全ではないと判定された先行車を追い越す場合に、車両１が先行車を比較的短時間で追い越すことができる。このため、当該車両制御装置１００によれば、例えば追越時に先行車と車両１とが接触する等の追越に係るリスクを低減することができる。加えて、安全ではないと判定された先行車を見た車両１の搭乗者の不安心理を比較的早期に和らげることができる。

＜第２実施形態＞
車両制御装置に係る第２実施形態について図３を参照して説明する。第２実施形態では、車両制御処理の一部が異なる以外は、上述した第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を適宜省略するとともに、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ図３を参照して説明する。

（車両制御処理）
上述したステップＳ１０４の判定において、先行車が安全ではないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、追越可否判定部１６は、車両１が先行車を追い越す際の、道路幅方向の車両１と先行車との間の距離（以降、適宜“オフセット”と称する）を、先行車が安全であると判定された場合に車両１が先行車を追い越す際のオフセットに比べて広くして、車両１が先行車を追い越すことが可能か否かを判定する（ステップＳ２０１）。

具体的には例えば、追越可否判定部１６は、先行車位置速度予測部１５により予測された先行車の位置及び速度に基づいて、現在から所定時間後の先行車の位置（特に、先行車の道路幅方向の端部位置）から追越レーンの先行車が存在する側とは反対側の端部までの距離が、先行車が安全であると判定された場合に車両１が先行車を追い越す際のオフセットよりも十分に広い（例えば３メートル以上）場合、追越可能と判定する。他方、追越可否判定部１６は、上記距離が十分ではない場合、追越可能ではないと判定する。

車両制御装置１００は、ステップＳ２０１の結果に基づいて、追越可能か否かを判定する（ステップＳ１１１）。この判定において、追越可能であると判定された場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、追越手段設定部１８は、車両１が先行車を、先行車が安全であると判定された場合に車両１が先行車を追い越す際のオフセットに比べて広いオフセットで追い越すための追越トラジェクトリを生成する（ステップＳ１１１２）。車両制御部１９は、生成された追越トラジェクトリに従って走行するように車両１を制御する。この結果、車両１は先行車を追い越す（ステップＳ１１３）。その後、所定時間経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。

（技術的効果）
当該実施形態では、先行車が安全ではないと判定され、且つ、追越可能と判定された場合、比較的広いオフセットで先行車を追い越すように車両１が制御される。この結果、安全ではないと判定された先行車を追い越す場合に、車両１が先行車から比較的広いオフセットをとって追い越すことができる。このため、当該車両制御装置１００によれば、追越に係るリスクを低減することができる。

＜第３実施形態＞
車両制御装置に係る第３実施形態について図４を参照して説明する。第３実施形態では、車両制御処理の一部が異なる以外は、上述した第１実施形態と同様である。よって、第３実施形態について、第１実施形態と重複する説明を適宜省略するとともに、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ図４を参照して説明する。

（車両制御処理）
上述したステップＳ１０４の判定において、先行車が安全ではないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、追越可否判定部１６は、車両１が先行車を追い越す際に先行車を回避可能か否かを判定する（ステップＳ３０１）。具体的には例えば、追越可否判定部１６は、先行車位置速度予測部１５により予測された先行車の位置及び速度に基づいて、現在から所定時間後の先行車の位置（特に、先行車の道路幅方向の端部位置）から追越レーンの先行車が存在する側とは反対側の端部までの距離が、車両１が回避挙動をとることが可能な程度に広い場合、回避可能と判定する。他方、追越可否判定部１６は、上記距離が十分ではない場合、回避可能ではないと判定する。

車両制御装置１００は、ステップＳ３０１の結果に基づいて、追越可能か否かを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ３０１において回避可能と判定された場合、車両制御装置１００は、追越可能であると判定する。この場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、追越手段設定部１８は、車両１が先行車を追い越すための追越トラジェクトリを生成するとともに、回避挙動制御に係る閾値を、回避挙動が行われやすくなる方向に変更する（ステップＳ３０２）。

車両制御部１９は、生成された追越トラジェクトリに従って走行するように車両１を制御する。この結果、車両１は先行車を追い越す（ステップＳ１１３）。その後、所定時間経過した後に、ステップＳ１０１の処理が再度行われる。

尚、回避挙動制御には、既存の各種態様を適用可能であるので、その詳細な説明は省略する。また、ステップＳ３０２の処理において生成される追越トラジェクトリは、ステップＳ１０７の処理において生成される追越トラジェクトリと同じであってよい。

他方、ステップＳ３０１において回避可能ではないと判定された場合、車両制御装置１００は、追越可能ではないと判定する。この場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、ステップＳ１１４の処理が行われる。

（技術的効果）
当該実施形態では、先行車が安全ではないと判定され、且つ、追越可能と判定された場合、回避挙動制御に係る閾値が、回避挙動が行われやすくなる方向に変更された上で、先行車を追い越すように車両１が制御される。この結果、安全ではないと判定された先行車を追い越す場合に、例えば先行車が車両１に近づいてきたときに、車両１が比較的早期に回避挙動をとることができる。このため、当該車両制御装置１００によれば、追越に係るリスクを低減することができる。

＜その他＞
上述した第１乃至第３実施形態は組み合わされてよい。例えば、ステップＳ１０４の判定において、先行車が安全ではないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１１０、Ｓ２０１及びＳ３０１の少なくとも２つが実施されてよい。

この場合、該少なくとも２つのうち、少なくとも１つが「可」であった場合（即ち、“車両１が先行車を比較的高い相対速度で追い越すことが可能か否か”（ステップＳ１１０）、“先行車が安全であると判定された場合に車両１が先行車を追い越す際のオフセットに比べて広いオフセットで車両１が先行車を追い越すことが可能か否か”（ステップＳ２０１）、“回避可能か否か”（ステップＳ３０１）のうち実施されたものの少なくとも一つが「可」であった場合）、車両制御装置１００は、ステップＳ１１１の判定において追越可能であると判定する。

例えばステップＳ１１０及びＳ２０１が実施され、その両方が「可」であった場合、追越手段設定部１８は、車両１が先行車を、通常の相対速度よりも高い相対速度、且つ、先行車が安全であると判定された場合に車両１が先行車を追い越す際のオフセットに比べて広いオフセットで、追い越すための追越トラジェクトリを生成する。ステップＳ１１０、Ｓ２０１及びＳ３０１のうち一つだけが「可」であった場合、上述した第１乃至第３実施形態のいずれかと同様の追越トラジェクトリが生成される。

以上に説明した実施形態及び変形例から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。

発明の一態様に係る車両制御装置は、自車両の前方を走行する先行車に係る挙動及び積載態様の少なくとも一方に基づいて、前記先行車の危険度を判定する危険度判定手段と、前記自車両が前記先行車を追い越すための追越態様を設定する設定手段であって、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合の前記追越態様を、前記先行車の危険度が相対的に低いと判定された場合の前記追越態様に比べて追越に係るリスクが小さくなるように設定する設定手段と、前記設定された追越態様で、前記先行車を追い越すように前記自車両を制御する制御手段と、を備えるというものである。

上述の実施形態においては、先行車危険度判定部１７が危険度判定手段の一例に相当し、追越手段設定部１８が設定手段の一例に相当し、車両制御部１９が制御手段の一例に相当する。

当該車両制御装置では、危険度判定手段により、先行車に係る挙動及び積載態様の少なくとも一方に基づいて先行車の危険度が判定され、設定手段により、先行車の危険度が相対的に高い場合の追越態様が、先行車の危険度が相対的に低い場合の追越態様に比べて追越に係るリスクが小さくなるように設定される。従って、当該車両制御装置によれば、ドライバの心理に影響を与える先行車の挙動等を考慮して、自車両が先行車を追い越すことができる。

当該車両制御装置の一態様では、前記設定手段は、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合に、前記先行車の危険度が相対的に低いと判定された場合と比較して、（ｉ）前記自車両が前記先行車を追い越す際の前記自車両及び前記先行車間の相対速度が高くなる、（ｉｉ）前記自車両が前記先行車を追い越す際の前記自車両の横方向の前記自車両及び前記先行車間の距離が大きくなる、及び／又は、（ｉｉｉ）前記自車両は前記自車両の周辺に存在する障害物を自動的に回避する回避制御を実施可能であり、前記回避制御を実施するか否かを決定する基準が前記回避制御が実施され易い側に設定されるように、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合の前記追越態様を設定する。この態様によれば、比較的容易にして、追越に係るリスクを小さくすることができる。

当該車両制御装置の他の態様では、前記設定された追越態様で、前記自車用が前記先行車を追い越すことが可能か否かを判定する追越判定手段を備え、前記制御手段は、前記自車両が前記先行車を追い越すことが可能と判定されたことを条件に、前記設定された追越態様で、前記先行車を追い越すように前記自車両を制御する。この態様によれば、自車両が先行車を適切に追い越すことができる。上述の実施形態においては、追越可否判定部１６が追越判定手段の一例に相当する。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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。

１…車両、１１…先行車車速検出部、１２…先行車位置検出部、１３…自車車速検出部、１４…自車位置検出部、１５…先行車位置速度予測部、１６…追越可否判定部、１７…先行車危険度判定部、１８…追越可否判定部、１９…車両制御部、１００…車両制御装置

Claims

自車両の前方を走行する先行車に係るふらつきの程度に基づいて、前記先行車の危険度を判定する危険度判定手段と、
前記自車両が前記先行車を追い越すための追越態様を設定する設定手段であって、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合の前記追越態様を、前記先行車の危険度が相対的に低いと判定された場合の前記追越態様に比べて追越に係るリスクが小さくなるように設定する設定手段と、
前記設定された追越態様で、前記先行車を追い越すように前記自車両を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
前記設定手段は、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合に、前記先行車の危険度が相対的に低いと判定された場合と比較して、（ｉ）前記自車両が前記先行車を追い越す際の前記自車両及び前記先行車間の相対速度が高くなるように、（ｉｉ）前記自車両が前記先行車を追い越す際の前記自車両の横方向の前記自車両及び前記先行車間の距離が大きくなるように、及び／又は、（ｉｉｉ）前記自車両の周辺に存在する障害物を自動的に回避する回避制御を実施するか否かを決定する基準が前記回避制御が実施され易い側に設定されるように、前記先行車の危険度が相対的に高いと判定された場合の前記追越態様を設定し、
前記自車両は、前記自車両が前記先行車を追い越しているときに、前記自車両に接近する前記先行車を、前記回避制御を実施することにより回避可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
前記設定された追越態様で、前記自車用が前記先行車を追い越すことが可能か否かを判定する追越判定手段を備え、
前記制御手段は、前記自車両が前記先行車を追い越すことが可能と判定されたことを条件に、前記設定された追越態様で、前記先行車を追い越すように前記自車両を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。