WO2018168330A1 - 運転支援制御装置 - Google Patents

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WO2018168330A1
WO2018168330A1 PCT/JP2018/005544 JP2018005544W WO2018168330A1 WO 2018168330 A1 WO2018168330 A1 WO 2018168330A1 JP 2018005544 W JP2018005544 W JP 2018005544W WO 2018168330 A1 WO2018168330 A1 WO 2018168330A1
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travel route
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speed
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大村　博志
紗穂里 飯村
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マツダ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a driving support control device, and more particularly, to a driving support control device capable of providing a plurality of driving support modes.
  • This invention was made in order to solve such a problem, and it aims at providing the driving assistance control apparatus which enables safe mode transition at the time of switching of driving assistance mode.
  • the present invention provides a driving support control device capable of controlling a vehicle in a driving support mode selected by a driver from a plurality of driving support modes, the target driving for driving the vehicle
  • the route is repeatedly calculated in time, and the vehicle is controlled to travel along the target travel route in the predetermined driving support mode, and the target travel route includes a section having a curvature radius smaller than the predetermined curvature radius. In this case, even if the driver selects a predetermined driving support mode, the transition to the predetermined driving support mode is prohibited.
  • the target travel route after the switching is determined based on the predetermined curvature radius.
  • Mode transition is prohibited when a section having a smaller radius of curvature is included. Therefore, if the driver selects a predetermined driving support mode when the vehicle is traveling immediately before or on the curve section of the travel path, the driver enters the selected driving support mode in consideration of safety. There is a case where it is not switched. That is, the mode transition is allowed when it is determined that the vehicle can travel safely after the mode transition.
  • the magnitude of the radius of curvature in the target travel route is determined rather than the size of the radius of curvature in the travel route. That is, in the present invention, whether or not mode transition is possible is determined based on the calculated radius of curvature in the target travel route. For this reason, even if a hard curve section with a small curvature radius is included in the travel path, mode transition is not necessarily prohibited. Therefore, in the present invention, when the driver selects the driving support mode, the opportunity for applying stress to the driver can be reduced by prohibiting mode transition. Thus, according to the present invention, in the driving support mode switching process, safety can be ensured and usability can be improved.
  • the target travel path when the vehicle is traveling immediately before the curve section of the travel path or in the curve section, the target travel path includes a section having a curvature radius smaller than a predetermined curvature radius. Transition to the predetermined driving support mode is prohibited.
  • the target travel route is a travel route set so as to maintain travel in the travel route.
  • the target travel route is set so as to pass the in side of the curve section of the travel route. According to the present invention configured as described above, it is possible to make the curvature radius in the target travel route larger than the curvature radius based on the shape of the travel route. For this reason, in the present invention, it is possible to increase the chance of mode transition even though the radius of curvature of the travel path is small.
  • the driving support control device starts a mode switching process to the driving support mode selected by the driver in response to a predetermined operation by the driver.
  • a safe mode transition is possible when switching the driving support mode.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a driving support control system.
  • the driving support control system 100 of the present embodiment is configured to provide different driving support controls to the vehicle 1 (see FIG. 2 and the like) by a plurality of driving support modes.
  • the driver can select a desired driving support mode from a plurality of driving support modes.
  • a driving support control system 100 is mounted on a vehicle 1 and includes a driving support control device (ECU) 10, a plurality of sensors and switches, a plurality of control systems, and a driving support mode.
  • a driver operation unit 35 for performing user input is provided.
  • the plurality of sensors and switches include an in-vehicle camera 21, a millimeter wave radar 22, a plurality of behavior sensors (vehicle speed sensor 23, acceleration sensor 24, yaw rate sensor 25) for detecting the behavior of the vehicle, and a plurality of behavior switches (steering angle sensor 26). , Accelerator sensor 27, brake sensor 28), positioning system 29, and navigation system 30 are included.
  • the plurality of control systems include an engine control system 31, a brake control system 32, and a steering control system 33.
  • a peripheral sonar that measures the distance and position of the peripheral structure relative to the vehicle 1
  • a corner radar that measures the approach of the peripheral structure at four corners of the vehicle 1
  • An inner camera that captures the image may be included.
  • the ECU 10 receives measurement signals / data from these sensors and switches.
  • the driver operation unit 35 is provided in the passenger compartment of the vehicle 1 so that the driver can operate, and is selected with a mode selection switch 36 for selecting a desired driving support mode from a plurality of driving support modes.
  • the vehicle is provided with a set vehicle speed input unit 37 for inputting a set vehicle speed according to the driving support mode and a permission input unit 38 for performing a permission input operation for the sign limit speed.
  • the driver operation unit 35 may include a set inter-vehicle distance input unit for setting the inter-vehicle distance between the vehicle 1 and the preceding vehicle.
  • the set vehicle speed input unit 37 includes a speed change button, a set vehicle speed display unit, and a confirmation button.
  • a speed change button When the driver operates the speed change button to display the desired set vehicle speed on the set vehicle speed display section, a set vehicle speed signal representing the displayed set vehicle speed is output.
  • the permission input unit 38 includes a sign limit speed display unit and a permission button. After the driver confirms that the sign limit speed displayed on the sign limit speed display section matches the speed defined by the speed sign outside the vehicle, a permission signal is output by pressing the permission button. .
  • ECU10 is comprised by the computer provided with CPU, the memory which memorize
  • the in-vehicle camera 21 images the surroundings of the vehicle 1 and outputs the captured image data.
  • the ECU 10 identifies an object (for example, a vehicle, a pedestrian, a road, a lane marking (lane boundary line, white line, yellow line), traffic signal, traffic sign, stop line, intersection, obstacle, etc.) based on the image data. To do.
  • ECU10 may acquire the information of a target object from the exterior via a vehicle-mounted communication apparatus by traffic infrastructure, vehicle-to-vehicle communication, etc.
  • the vehicle speed sensor 23 detects the absolute speed of the vehicle 1.
  • the acceleration sensor 24 detects the acceleration (vertical acceleration / deceleration in the front-rear direction, lateral acceleration in the horizontal direction) of the vehicle 1.
  • the yaw rate sensor 25 detects the yaw rate of the vehicle 1.
  • the steering angle sensor 26 detects the rotation angle (steering angle) of the steering wheel of the vehicle 1.
  • the accelerator sensor 27 detects the amount of depression of the accelerator pedal.
  • the brake sensor 28 detects the amount of depression of the brake pedal.
  • the positioning system 29 is a GPS system and / or a gyro system, and detects the position of the vehicle 1 (current vehicle position information).
  • the navigation system 30 stores map information therein and can provide the map information to the ECU 10.
  • the ECU 10 specifies roads, intersections, traffic signals, buildings, etc. existing around the vehicle 1 (particularly in the forward direction) based on the map information and the current vehicle position information.
  • the map information may be stored in the ECU 10.
  • the engine control system 31 is a controller that controls the engine of the vehicle 1.
  • the ECU 10 When it is necessary to accelerate or decelerate the vehicle 1, the ECU 10 outputs an engine output change request signal requesting the engine control system 31 to change the engine output.
  • the brake control system 32 is a controller for controlling the brake device of the vehicle 1.
  • the ECU 10 When it is necessary to decelerate the vehicle 1, the ECU 10 outputs a brake request signal requesting the brake control system 32 to generate a braking force on the vehicle 1.
  • the steering control system 33 is a controller that controls the steering device of the vehicle 1.
  • the ECU 10 When it is necessary to change the traveling direction of the vehicle 1, the ECU 10 outputs a steering direction change request signal for requesting the steering control system 33 to change the steering direction.
  • driving support mode provided in the driving support control system 100 according to the present embodiment.
  • four modes preceding vehicle follow-up mode, automatic speed control mode, speed limit mode, and basic control mode are provided as driving support modes.
  • both ends of the lane are both ends of the lane in which the vehicle 1 travels (division lines such as white lines, road edges, curbstones, median strips, guardrails, etc.), and the boundaries between adjacent lanes and sidewalks. is there.
  • the ECU 10 serving as the travel path end detection unit detects both ends of the lane from image data captured by the in-vehicle camera 21. Further, both end portions of the lane may be detected from the map information of the navigation system 30.
  • the ECU 10 is used as the road end detection unit.
  • the vehicle-mounted camera 21 as the road end detection unit may detect both ends of the lane.
  • the vehicle-mounted camera 21 as the unit detection unit and the ECU 10 may detect both ends of the lane in cooperation.
  • the ECU 10 as the preceding vehicle detection unit detects the preceding vehicle based on the image data from the in-vehicle camera 21 and the measurement data from the millimeter wave radar 22. Specifically, another vehicle traveling ahead is detected as a traveling vehicle based on image data from the in-vehicle camera 21. Further, in the present embodiment, when the distance between the vehicle 1 and the other vehicle is a predetermined distance (for example, 400 to 500 m) or less, the other vehicle is detected as a preceding vehicle based on the measurement data by the millimeter wave radar 22.
  • a predetermined distance for example, 400 to 500 m
  • the ECU 10 is used as the preceding vehicle detection unit.
  • the present invention is not limited to this, and the in-vehicle camera 21 serving as the preceding vehicle detection unit may detect other vehicles traveling ahead.
  • the camera 21 and the millimeter wave radar 22 may constitute a part of the preceding vehicle detection unit.
  • the vehicle 1 is steered so as to travel near the center of the lane, and is set in advance by the driver using the set vehicle speed input unit 37 or by the system 100 based on a predetermined process.
  • the speed is controlled so as to maintain the set vehicle speed (constant speed).
  • the speed limit is given priority, and the vehicle speed of the vehicle 1 is limited to the speed limit.
  • the speed limit defined according to the curvature of the curve is calculated by a predetermined calculation formula, and the speed is set to be lower as the curvature of the curve is larger (the curvature radius is smaller).
  • the vehicle 1 is speed-controlled so as to follow the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance according to the vehicle speed.
  • the vehicle 1 is speed-controlled so as to maintain the set vehicle speed again.
  • the vehicle 1 is steered to follow the traveling locus of the preceding vehicle, and the speed on the traveling locus of the preceding vehicle is The speed is controlled so as to follow.
  • the traveling position on the traveling path cannot be specified (division line etc. cannot be detected and the preceding vehicle cannot be followed).
  • the driver operates the steering wheel, accelerator pedal, and brake pedal so that the current driving behavior (steering angle, yaw rate, vehicle speed, acceleration / deceleration, etc.) is maintained or changed according to the driver's intention. Perform control and speed control.
  • the automatic speed control mode is a mode in which speed control is performed so as to maintain a predetermined set vehicle speed (constant speed) preset by the driver or by the system 100, and automatic speed control by the driving support control system 100 is performed.
  • Engine control, brake control is performed, but in principle, steering control is not performed.
  • the driving support control system 100 sets the distance from the obstacle. Corresponding deceleration control and automatic steering control are performed.
  • the vehicle 1 travels so as to maintain the set vehicle speed, but the vehicle 1 can be increased beyond the set vehicle speed by depressing the accelerator pedal by the driver (accelerator override control). Further, when the driver performs a brake operation, the driver's intention is prioritized and the vehicle is decelerated from the set vehicle speed. In addition, when catching up with the preceding vehicle, the speed is controlled so as to follow the preceding vehicle while maintaining the inter-vehicle distance according to the vehicle speed, and when there is no preceding vehicle, the speed control is performed so that it returns to the set vehicle speed again. Is done.
  • the speed limit mode is a mode for speed control so that the vehicle speed of the vehicle 1 does not exceed the limit speed (mark limit speed) defined by the speed sign.
  • Automatic speed control With engine control).
  • the sign limit speed may be specified by the ECU 10 performing image recognition processing on the speed sign imaged by the in-vehicle camera 21 or the speed display image data on the road surface, or may be received by wireless communication from the outside. .
  • the sign limit speed is output from the ECU 10 to the driver operation unit 35 and displayed on the sign limit speed display unit of the permission input unit 38. In the speed limit mode, even when the driver depresses the accelerator pedal so as to exceed the speed limit, the vehicle 1 is increased only to the speed limit.
  • the basic control mode is a mode when the driving support mode is not selected by the driver operation unit 35 (off mode), and automatic steering control and speed control by the driving support control system 100 are not performed.
  • the automatic collision prevention control is configured to be executed. In this control, when the vehicle 1 may collide with a preceding vehicle or the like, the brake control is automatically executed to avoid the collision. The Further, the automatic collision prevention control is executed in the same manner in the preceding vehicle following mode, the automatic speed control, and the speed limit mode.
  • obstacle avoidance control (speed control only or speed control and steering control) is further executed.
  • the ECU 10 is configured to repeatedly calculate the following first travel route R1 to third travel route R3 in terms of time (for example, every 0.1 second).
  • the ECU 10 calculates a travel route from a current time until a predetermined period (for example, 2 to 4 seconds) elapses based on information such as a sensor.
  • the travel routes (first travel route to third travel route) in FIGS. 2 to 4 are obstacles related to obstacles (including parked vehicles, pedestrians, etc.) on or around the travel route on which the vehicle 1 travels.
  • the travel status change information includes travel regulation information related to travel regulations (ie, information that can be detected on the spot during travel, not from map information), and driver's intention (winker) Lane change request information based on the intention to change the course such as the operation of the (direction indicator) may be included.
  • travel regulations ie, information that can be detected on the spot during travel, not from map information
  • driver's intention winker
  • Lane change request information based on the intention to change the course such as the operation of the (direction indicator) may be included.
  • the road 5 is composed of left and right lanes 5 L and 5 R.
  • the vehicle 1 is assumed to be traveling on the lane 5 L of the straight sections 5a.
  • the first travel route R ⁇ b> 1 is set for a predetermined period in accordance with the shape of the road 5 so that the vehicle 1 maintains the travel in the lane 5 ⁇ / b> L that is the travel route.
  • the first traveling route R1 is straight section 5a
  • the vehicle 1, 5c is set to maintain a running near the center of the lane 5 L
  • the vehicle 1 in the curve section 5b is higher than the center in the width direction of the lane 5 L Is also set to travel on the inner side or the in side (the center O side of the curvature radius L of the curve section).
  • ECU10 executes the image recognition processing of the image data around the vehicle 1 captured by the vehicle-mounted camera 21, detects the lane end portions 6 L, 6 R. Both ends of the lane are lane markings (white lines, etc.) and road shoulders as described above. Furthermore, ECU 10 based on the detected lane end portions 6 L, 6 R, calculates the radius of curvature L of the lane width W, and the curve section 5b lane 5 L. Further, the lane width W and the curvature radius L may be acquired from the map information of the navigation system 30. Further, the ECU 10 reads the speed sign S and the speed limit displayed on the road surface from the image data. As described above, the speed limit may be acquired by wireless communication from the outside.
  • ECU10 is straight section 5a, the 5c, a width direction central portion of the center in the width direction of the lane end portions 6 L, 6 R vehicle 1 (e.g., center of gravity position) so as to pass through the first traveling route R1
  • a plurality of target positions P1_k are set.
  • the first travel route R1 is set so that the vehicle 1 travels in the center of the lane in the straight section.
  • the present invention is not limited to this, and reflects the driving characteristics (preference, etc.) of the driver.
  • the first travel route R1 may be set near the center of the lane that is deviated in the width direction by a predetermined shift amount (distance) from the center of the lane.
  • ECU 10 is in the curve section 5b, in the longitudinal direction of the center position P1_c curve section 5b, sets the widthwise center position of the lane 5 L maximum displacement amount Ws to the in-side.
  • This displacement amount Ws is calculated based on the curvature radius L, the lane width W, and the width dimension D of the vehicle 1 (a prescribed value stored in the memory of the ECU 10).
  • the ECU 10 sets a plurality of target positions P1_k of the first travel route R1 so as to smoothly connect the center position P1_c of the curve section 5b and the center positions in the width direction of the straight sections 5a and 5c.
  • the first travel route R1 may be set on the in side of the straight sections 5a and 5c even before and after entering the curve section 5b.
  • the target speed V1_k at each target position P1_k on the first travel route R1 is a predetermined set vehicle speed (constant speed) preset by the driver through the set vehicle speed input unit 37 of the driver operation unit 35 or by the system 100. ). However, if this set vehicle speed exceeds the speed limit obtained from the speed indicator S or the like or the speed limit defined according to the curvature radius L of the curve section 5b, the target speed of each target position P1_k on the travel route V1_k is limited to a lower speed limit of the two speed limits.
  • the ECU 10 appropriately corrects the target position P1_k and the target speed V1_k according to the current behavior state of the vehicle 1 (that is, vehicle speed, acceleration / deceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, etc.). For example, when the current vehicle speed is significantly different from the set vehicle speed, the target speed is corrected so that the vehicle speed approaches the set vehicle speed.
  • the current behavior state of the vehicle 1 that is, vehicle speed, acceleration / deceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, etc.
  • the first travel route R1 is a travel route that is used when both ends of the lane are detected in principle, the first travel route R1 may not be calculated when the both ends of the lane are not detected. Alternatively, the following calculation may alternatively be performed in preparation for the case where the first travel route R1 is erroneously selected even though no is detected.
  • ECU 10 sets a virtual lane opposite ends with a steering angle or the yaw rate in accordance with the vehicle speed of the vehicle 1. Then, based on the both ends of the vehicle set virtually, the ECU 10 travels in the center of the lane if it is a straight section, and travels in the lane in the lane if it is a curve section, as described above. Calculate the travel route.
  • the second travel route R2 is set for a predetermined period so as to follow the travel locus of the preceding vehicle 3.
  • the ECU 10 continuously determines the position and speed of the preceding vehicle 3 on the lane 5 L on which the vehicle 1 travels based on image data from the in-vehicle camera 21, measurement data from the millimeter wave radar 22, and vehicle speed of the vehicle 1 from the vehicle speed sensor 23. These are stored as preceding vehicle locus information, and the traveling locus of the preceding vehicle 3 is set as the second traveling route R2 (target position P2_k, target speed V2_k) based on the preceding vehicle locus information.
  • the second travel route R2 is a travel route that is selected when both ends of the lane are not detected in principle (for this reason, in FIG. 3, the lane is indicated by an imaginary line for easy understanding).
  • the second travel route R2 is a travel route that is calculated when a preceding vehicle is detected in principle, and therefore may not be calculated when the preceding vehicle is not detected. In preparation for the case where the second travel route R2 is erroneously selected even though no vehicle is detected, the following calculation may alternatively be performed.
  • the ECU 10 assumes that the preceding vehicle is traveling forward from the vehicle 1 by a predetermined distance according to the vehicle speed.
  • This virtual preceding vehicle has the same traveling behavior (vehicle speed, steering angle, yaw rate, etc.) as the vehicle 1. Then, the ECU 10 calculates the second travel route R2 so as to follow the virtual preceding vehicle.
  • the third travel route R3 is set for a predetermined period based on the current driving state of the vehicle 1 by the driver. That is, the third travel route R3 is set based on the position and speed estimated from the current travel behavior of the vehicle 1.
  • the ECU 10 calculates the target position P3_k of the third travel route R3 for a predetermined period based on the steering angle, yaw rate, and lateral acceleration of the vehicle 1. However, when the lane both ends are detected, the ECU 10 corrects the target position P3_k so that the calculated third travel route R3 does not approach or intersect the lane end.
  • the ECU 10 calculates the target speed V3_k of the third travel route R3 for a predetermined period based on the current vehicle speed and acceleration / deceleration of the vehicle 1. If the target speed V3_k exceeds the speed limit acquired from the speed indicator S or the like, the target speed V3_k may be corrected so as not to exceed the speed limit.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the driving support mode and the target travel route.
  • the ECU 10 selects one of the first travel route R1 to the third travel route R3 according to the measurement data from the sensor or the like. , Any one is selected. That is, in the present embodiment, even if the driver selects a certain driving support mode, the same travel route is not necessarily applied, and an appropriate travel route according to the travel situation is applied. Yes.
  • the first travel route is applied regardless of the presence or absence of the preceding vehicle.
  • the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 becomes the target speed.
  • the second travel route is applied when both ends of the lane are not detected and the preceding vehicle is detected.
  • the target speed is set according to the vehicle speed of the preceding vehicle.
  • the third travel route is applied when neither end of the lane is detected and no preceding vehicle is detected.
  • the automatic speed control mode is a mode in which the speed control is automatically executed as described above, and the set vehicle speed set by the set vehicle speed input unit 37 becomes the target speed. Further, steering control is executed based on the operation of the steering wheel by the driver. For this reason, the third travel route is applied, but the vehicle 1 may not necessarily travel along the third travel route depending on the driver's operation (steering wheel, brake).
  • the third travel route is applied when the speed limit mode is selected.
  • the speed limit mode is also a mode in which the speed control is automatically executed as described above, and the target speed is set in accordance with the depression amount of the accelerator pedal by the driver within the range of the limit speed or less. Further, steering control is executed based on the operation of the steering wheel by the driver. For this reason, as in the automatic speed control mode, the third travel route is applied. However, depending on the driver's operation (steering wheel, brake, accelerator), the vehicle 1 may not necessarily travel along the third travel route. .
  • the basic control mode (off mode)
  • the third travel route is applied.
  • the basic control mode is basically the same as the state where the speed limit is not set in the speed limit mode.
  • FIG. 6 is a processing flow of driving support control.
  • the ECU10 repeatedly performs the processing flow of FIG. 6 for every predetermined time (for example, 0.1 second).
  • the ECU 10 executes information acquisition processing (S11).
  • the ECU 10 acquires the current vehicle position information and map information from the positioning system 29 and the navigation system 30 (S11a), the in-vehicle camera 21, the millimeter wave radar 22, the vehicle speed sensor 23, the acceleration sensor 24, and the yaw rate sensor.
  • sensor information is acquired from the driver operation unit 35 or the like (S11b)
  • switch information is acquired from the steering angle sensor 26, the accelerator sensor 27, the brake sensor 28, the direction indicator sensor, or the like (S11c).
  • the ECU 10 executes a predetermined information detection process using various information acquired in the information acquisition process (S11) (S12).
  • the ECU 10 determines, based on the current vehicle position information, the map information, and the sensor information, the road information about the road shape around the vehicle 1 and the front area (presence / absence of straight sections and curve sections, lengths of sections, curves) Section radius of curvature, lane width, lane end positions, number of lanes, presence / absence of intersection, speed limit defined by curve curvature, etc.), travel regulation information (sign limit speed, red signal, etc.), obstacle information (leading vehicle) And the presence / absence of an obstacle, position, speed, etc.) and preceding vehicle locus information (position and speed of the preceding vehicle) are detected (S12a).
  • the ECU 10 detects vehicle operation information (steering angle, accelerator pedal depression amount, brake pedal depression amount, etc.) related to vehicle operation by the driver from the switch information (S12b), and further, from the switch information and sensor information, the vehicle
  • vehicle operation information steering angle, accelerator pedal depression amount, brake pedal depression amount, etc.
  • the travel behavior information vehicle speed, acceleration / deceleration, lateral acceleration, yaw rate, etc. relating to the behavior of No. 1 is detected (S12c).
  • the ECU 10 executes a travel route calculation process based on the information obtained by the calculation (S13).
  • the travel route calculation process as described above, the first travel route calculation process (S13a), the second travel route calculation process (S13b), and the first travel route calculation process (S13c) are executed.
  • the ECU 10 travels near the center of the lane in the straight section based on the set vehicle speed, both ends of the lane, lane width, speed limit, vehicle speed, acceleration / deceleration, yaw rate, steering angle, lateral acceleration, and the like.
  • the slowest speed among the set vehicle speed, the speed limit by the traffic sign, and the speed limit defined by the curve curvature is set so as to travel on the in-side of the curve so that the turning radius becomes large.
  • the travel route R1 target position P1_k and target speed V1_k
  • a predetermined period for example, 2 to 4 seconds
  • the ECU 10 maintains a predetermined inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the vehicle 1 based on the preceding vehicle trajectory information (position and speed) of the preceding vehicle acquired from the sensor information or the like.
  • the travel route R2 for a predetermined period is calculated so as to follow the behavior (position and speed) of the preceding vehicle with a delay of the travel time of the inter-vehicle distance.
  • the ECU 10 calculates a travel route R3 for a predetermined period estimated from the current behavior of the vehicle 1 based on vehicle operation information, travel behavior information, and the like.
  • the ECU 10 executes a travel route selection process for selecting one target travel route from the calculated three travel routes (S14).
  • the ECU 10 determines one target based on whether or not both ends of the lane are detected and whether there is a preceding vehicle, in addition to the driving support mode selected by the driver using the mode selection switch 36.
  • a travel route is selected (see FIG. 5).
  • the ECU 10 controls the corresponding control system (the engine control system 31, the brake control system 32, so that the vehicle 1 travels on the travel route calculated finally according to the selected driving support mode.
  • a request signal is output to the steering control system 33) (S15).
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of mode switching processing in a curve section
  • FIG. 8 is a processing flow at the time of switching to the preceding vehicle following mode.
  • the vehicle 1 is traveling on the road 7.
  • the road 7 is connected from the straight section 7a to the straight section 7c via the curve section 7b.
  • a route Rc in FIG. 7 indicates a route that passes through the center of the road 7 in the width direction.
  • the path Rc has a radius of curvature rc in the curve section.
  • the selected driving support mode is a mode that does not normally involve steering control (automatic speed control mode, speed control mode, or basic control mode).
  • the vehicle 1 passes the out side (center Oc side of the curve section) from the center of the road 7 before entering the curve section 7b.
  • the section 7b it is calculated so as to pass through the in side and pass through the out side of the straight section 7c when entering the straight section 7c.
  • the first travel route R1 is basically set so that the vehicle 1 passes through the center of the road in a straight section, but in a straight section before and after entering the curve section, an exception is made. In fact, it is set to pass the out side.
  • the radius of curvature r (center O R1) in the first traveling route R1 in FIG. 7 is greater than the radius of curvature r c of the route Rc.
  • the curvature radius r i when the radius of curvature of the road 7 is measured at the inner end of the road 7 is naturally smaller than the curvature radius r (r> r c > r i ).
  • “immediately before the curve section of the road” means a position where the curve section is also set on the travel route calculated for a predetermined period (2 to 4 seconds) due to the curve section. Therefore, although it depends on the vehicle speed, for example, it is a section from the start position of the curve section of the road to a position about 100 m before. In this section, the driver usually starts to be aware of the steering operation in preparation for the curve section of the road.
  • the magnitude of the radius of curvature of the curve section 7b of the actual road 7 is not targeted for determination, but the smallest in the first travel route R1 that is the target travel route after the transition.
  • the size of the radius of curvature is the object of determination. Therefore, in this embodiment, mode transition is not uniformly prohibited simply by the curvature radius based on the road shape. Therefore, even if the curvature radius calculated based on the road shape is small (the curve is tight), the calculation is performed. If the minimum radius of curvature in the first travel route R1 is greater than or equal to the threshold radius r th , mode transition is allowed.
  • the ECU 10 repeatedly executes the process of FIG. 8 in terms of time. Note that the process in FIG. 8 may constitute a part of the travel route selection process (S14) in FIG.
  • the ECU 10 acquires the current position of the vehicle 1 in the same manner as Step S11 in FIG. 6 (S20), and further obtains the travel route calculated in Step S13 in FIG. 6 (S21). ).
  • the ECU 10 determines whether or not the driving support mode selection signal received from the mode selection switch 36 has changed (S22). If there is no change in the driving assistance mode selection signal received so far (S22; No), the ECU 10 ends the process because the same driving assistance mode is selected.
  • the ECU 10 determines whether or not the driver is switching the driving support mode to the preceding vehicle following mode based on the driving support mode selection signal. Is determined (S23). When it is not switching to the preceding vehicle following mode (S23; No), ECU10 complete
  • the ECU 10 sets the travel route (the first travel route or the second travel route) to be set when the mode is shifted to the preceding vehicle follow-up mode. Is compared with a predetermined threshold radius r th to determine whether the curvature radius r is smaller than the threshold radius r th (S24).
  • the ECU 10 When the curvature radius r is smaller than the threshold radius r th (S24; Yes, r ⁇ r th ), the ECU 10 ends the process. On the other hand, when the curvature radius r is greater than or equal to the threshold radius r th (S24; No, r ⁇ r th ), the ECU 10 switches the driving support mode to the preceding vehicle follow-up mode (S25), and ends the process.
  • the vehicle can be controlled by the driving assistance mode selected by the driver from a plurality of driving assistance modes.
  • the ECU 10 repeatedly calculates a target travel route (the first travel route R1 to the third travel route R3) for causing the vehicle 1 to travel over time.
  • the ECU 10 is configured to perform control for causing the vehicle 1 to travel along the target travel route in the preceding vehicle following mode.
  • the target travel route includes a section having a curvature radius r smaller than the predetermined threshold radius r th , the ECU 10 transitions to the preceding vehicle following mode even if the driver selects the preceding vehicle following mode. Is prohibited.
  • the target travel route after the switching is set to be smaller than the predetermined threshold radius r th. If a section having a small radius of curvature r is included, mode transition is prohibited. Therefore, when the vehicle 1 is traveling just before the curve section 7b of the road 7 or in the curve section 7b, and the driver selects the preceding vehicle following mode, the preceding vehicle following mode is considered in consideration of safety. There is a case where it is not switched. That is, the mode transition is allowed when it is determined that the vehicle can travel safely after the mode transition.
  • the magnitude of the radius of curvature r in the target travel route is determined rather than the magnitude of the radius of curvature (for example, r c , r i ) on the road 7. That is, in the present embodiment, whether or not mode transition is possible is determined based on the calculated radius of curvature r in the target travel route. For this reason, even if the road 7 includes a tight curve section having a small curvature radius, the mode transition is not necessarily prohibited. Therefore, in the present embodiment, when the driver selects the driving support mode, the opportunity for applying stress to the driver can be reduced by prohibiting mode transition. As described above, in the present embodiment, in the driving support mode switching process, it is possible to ensure safety and improve usability.
  • the target travel route is set so as to pass the in side of the curve section of the travel route.
  • the preceding vehicle follow-up mode has been described as an example of the driving support mode in which the steering control is performed along the target travel route. .
  • a new driving support mode may be added, and an automatic speed control mode in which automatic steering control is executed depending on a situation may be included.
  • the radius of curvature in the travel route that is to be set in the driving support mode to be shifted is the target of determination.
  • the present invention is not limited to this, and the target vehicle speed in the travel route is further considered. May be.

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Abstract

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）を制御可能な運転支援制御装置（１０）であって、ＥＣＵ（１０）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、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おり、ＥＣＵ（１０）は、目標走行経路に所定の曲率半径ｒth よりも小さい曲率半径ｒを有する区間が含まれる場合には、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。

Description

運転支援制御装置
　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、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い、目標走行経路に所定の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する区間が含まれる場合に、運転者が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、車両を目標走行経路上に沿って走行させる制御を行う所定の運転支援モードへのモード切替時において、切替後の目標走行経路に所定の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する区間が含まれていると、モード遷移が禁止される。したがって、車両が走行路のカーブ区間の直前又はカーブ区間を走行しているときに、運転者が所定の運転支援モードを選択した場合には、安全を考慮して、選択された運転支援モードへ切替わらない場合が生じる。すなわち、モード遷移後に安全に走行可能と判断される場合にモード遷移が許容される。
　しかしながら、本発明では、走行路における曲率半径の大きさを判定するのではなく、目標走行経路における曲率半径の大きさを判定している。すなわち、本発明では、計算された目標走行経路における曲率半径の大きさに基づいて、モード遷移の可否を判定する。このため、走行路に曲率半径の小さなきついカーブ区間が含まれていたとしても、必ずしもモード遷移が禁止されるわけではない。したがって、本発明では、運転者が運転支援モードの選択をしたときに、モード遷移が禁止されることによって運転者へストレスを与える機会を減少することができる。このように、本発明では、運転支援モードの切替処理において、安全性の確保と共に、使い勝手の向上を図ることができる。
　本発明において、具体的には、車両が走行路のカーブ区間の直前又はカーブ区間を走行していることにより、目標走行経路に所定の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する区間が含まれる場合に、所定の運転支援モードへの遷移が禁止される。
　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、好ましくは、目標走行経路は、走行路のカーブ区間のイン側を通過するように設定される。
　このように構成された本発明によれば、走行路の形状に基づいた曲率半径よりも、目標走行経路における曲率半径を大きくすることが可能である。このため、本発明では、走行路の曲率半径が小さいにもかかわらず、モード遷移される機会を増加させることができる。
　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、目標走行路に所定の曲率半径よりも小さい曲率変形を有する区間が含まれる場合に、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カーブ区間におけるモード切替処理の説明図である。 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５L，５Rからなる。現時点において、車両１は、直線区間５ａの車線５L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５L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５L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５L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６L，６R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６L，６Rに基づいて、車線５L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６L，６R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５L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５L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５L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はカーブ区間におけるモード切替処理の説明図であり、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。道路７は、直線区間７ａからカーブ区間７ｂを経て直線区間７ｃへとつながっている。図７の経路Ｒｃは、道路７の幅方向中央を通過する経路を示している。経路Ｒｃは、カーブ区間において曲率半径ｒｃを有する。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。
　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。図７に示すように、第１走行経路Ｒ１は、直線区間７ａではカーブ区間７ｂへの進入前に車両１が道路７の中央よりもアウト側（カーブ区間の中心Ｏｃ側）を通過し、カーブ区間７ｂではイン側を通過し、直線区間７ｃへの進入時には直線区間７ｃのアウト側を通過するように計算されている。
　このように、本実施形態では、第１走行経路Ｒ１は、原則的には直線区間では道路中央を車両１が通過するように設定されるが、カーブ区間への進入前後の直線区間では、例外的にややアウト側を通過するように設定される。したがって、図７における第１走行経路Ｒ１における曲率半径ｒ（中心ＯR1）は、経路Ｒｃの曲率半径ｒcよりも大きくなる。また、道路７の曲率半径を道路７の内側端で計測した場合の曲率半径ｒiは、当然ながら、曲率半径ｒよりも小さくなる（ｒ＞ｒc＞ｒi）。
　本実施形態では、先行車追従モードへのモード切替処理において、切替後に選択されることになる第１走行経路Ｒ１における最小の曲率半径ｒについての判定が行われる（Ｒ１にカーブ区間が複数含まれる場合）。すなわち、曲率半径ｒが所定の閾値半径ｒth以上の場合は、モード遷移が許容されるが、曲率半径ｒが所定の閾値半径ｒthより小さい場合は、モード遷移が禁止される。したがって、車両１が道路のカーブ区間の直前又はカーブ区間上に位置している場合、その結果計算される第１走行経路Ｒ１がきついカーブを含む場合は、モード遷移が禁止される。
　なお、道路のカーブ区間の直前とは、このカーブ区間に起因して所定期間分（２～４秒）だけ計算される走行経路にもカーブ区間が設定されるような位置を意味する。したがって、車速にも依存するが、例えば、道路のカーブ区間の開始位置から１００ｍ程度手前の位置までの区間である。この区間では、通常、運転者が道路のカーブ区間に備えて、ステアリング操作を意識し始める。
　本実施形態では、特徴的には、実際の道路７のカーブ区間７ｂの曲率半径の大きさを判定の対象としているのではなく、移行後の目標走行経路となる第１走行経路Ｒ１における最小の曲率半径の大きさを判定対象としている。したがって、本実施形態では、単に道路形状に基づく曲率半径によって一律にモード遷移を禁止するのではないので、道路形状に基づいて算出された曲率半径が小さくても（カーブがきつい）、計算された第１走行経路Ｒ１における最小の曲率半径が閾値半径ｒth以上であれば、モード遷移が許容される。
　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、先行車追従モードへ移行したときに設定されることになる走行経路（第１走行経路又は第２走行経路）に含まれる最小の曲率半径ｒと、所定の閾値半径ｒthとを比較し、曲率半径ｒが閾値半径ｒthよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２４）。
　曲率半径ｒが閾値半径ｒthよりも小さい場合（Ｓ２４；Ｙｅｓ、ｒ＜ｒth）、ＥＣＵ１０は処理を終了する。一方、曲率半径ｒが閾値半径ｒth以上である場合（Ｓ２４；Ｎｏ、ｒ≧ｒth）、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、目標走行経路に所定の閾値半径ｒthよりも小さい曲率半径ｒを有する区間が含まれる場合に、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。
　このように、本実施形態では、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先行車追従モードへのモード切替時において、切替後の目標走行経路に所定の閾値半径ｒthよりも小さい曲率半径ｒを有する区間が含まれていると、モード遷移が禁止される。したがって、車両１が道路７のカーブ区間７ｂの直前又はカーブ区間７ｂを走行しているときに、運転者が先行車追従モードを選択した場合には、安全を考慮して、先行車追従モードへ切替わらない場合が生じる。すなわち、モード遷移後に安全に走行可能と判断される場合にモード遷移が許容される。
　しかしながら、本実施形態では、道路７における曲率半径（例えば、ｒc，ｒi）の大きさを判定するのではなく、目標走行経路における曲率半径ｒの大きさを判定している。すなわち、本実施形態では、計算された目標走行経路における曲率半径ｒの大きさに基づいて、モード遷移の可否を判定する。このため、道路７に曲率半径の小さなきついカーブ区間が含まれていたとしても、必ずしもモード遷移が禁止されるわけではない。したがって、本実施形態では、運転者が運転支援モードの選択をしたときに、モード遷移が禁止されることによって運転者へストレスを与える機会を減少することができる。このように、本実施形態では、運転支援モードの切替処理において、安全性の確保と共に、使い勝手の向上を図ることができる。
　また、本実施液体では、目標走行経路は、走行路のカーブ区間のイン側を通過するように設定される。これにより、本実施形態では、走行路の形状に基づいた曲率半径よりも、目標走行経路における曲率半径を大きくすることが可能である。このため、本実施形態では、走行路の曲率半径が小さいにもかかわらず、モード遷移される機会を増加させることができる。
　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。
　また、上記実施形態では、移行しようとする運転支援モードで設定されることになる走行経路における曲率半径の大きさを判定の対象としていたが、これに限らず、走行経路の目標車速を更に考慮してもよい。
　　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 (6)

  1. 　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い、
    　前記目標走行経路に所定の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する区間が含まれる場合には、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する、運転支援制御装置。
  2. 　前記車両が走行路のカーブ区間の直前又は前記カーブ区間を走行していることにより、前記目標走行経路に前記所定の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する区間が含まれる場合に、前記所定の運転支援モードへの遷移が禁止される、請求項１に記載の運転支援制御装置。
  3. 　前記目標走行経路は、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、請求項１又は２に記載の運転支援制御装置。
  4. 　前記目標走行経路は、走行路のカーブ区間のイン側を通過するように設定される、請求項３に記載の運転支援制御装置。
  5. 　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１～４のいずれか１項に記載の運転支援制御装置。
  6. 　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、前記目標走行路に所定の曲率半径よりも小さい曲率変形を有する区間が含まれる場合に、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１～５のいずれか１項に記載の運転支援制御装置。
PCT/JP2018/005544 2017-03-17 2018-02-16 運転支援制御装置 WO2018168330A1 (ja)

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