WO2018225493A1 - 車両運動制御装置 - Google Patents

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WO2018225493A1
WO2018225493A1 PCT/JP2018/019580 JP2018019580W WO2018225493A1 WO 2018225493 A1 WO2018225493 A1 WO 2018225493A1 JP 2018019580 W JP2018019580 W JP 2018019580W WO 2018225493 A1 WO2018225493 A1 WO 2018225493A1
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WO
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vehicle
acceleration
speed
deceleration
moving body
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/019580
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English (en)
French (fr)
Inventor
悠基 秋山
絢也 高橋
敏之 印南
佐藤　誠一
直樹 平賀
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle motion control device.
  • ADAS Advanced Driving Assistant System
  • Comfort and sense of security are brought about by smooth vehicle movement.
  • This control technology is sometimes referred to as G-Vectoring (registered trademark) control.
  • G-Vectoring registered trademark
  • the acceleration vector transition is moderated to improve riding comfort.
  • Comfortable vehicle movement can be realized.
  • acceleration / deceleration is controlled based on lateral motion determined by steering control or travel trajectory.
  • Patent Document 1 discloses a method of controlling acceleration / deceleration by changing a speed plan when there is a possibility of collision with another vehicle.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle motion control device that improves comfort in an approaching state with another moving body such as a vehicle around the host vehicle. is there.
  • a vehicle motion control device includes, as an example, a planned travel trajectory detection unit that detects a planned travel trajectory that the vehicle plans to travel and a trajectory detected by the planned travel trajectory detection unit.
  • a moving body detection unit that detects the presence of a moving body other than the vehicle that moves around the vehicle; and a moving body motion prediction unit that predicts the movement of the moving body. Based on the motion prediction of the vehicle, the acceleration, deceleration or both of the vehicle is controlled.
  • the present invention it is possible to provide a vehicle motion control device that improves comfort in the approaching state with other moving bodies such as vehicles around the host vehicle.
  • FIG. 5 is a graph showing changes in lateral acceleration, lateral jerk, and longitudinal acceleration in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a situation where an oncoming vehicle exists in addition to FIG. It is the figure which showed the passing in the steep curve with a bad view regarding Example 1.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of changing a position passing an oncoming vehicle with respect to the first embodiment. It is the table
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure for realizing a speed plan in consideration of riding comfort and a sense of security with respect to the first embodiment.
  • 12 is a flowchart illustrating a flow of processing for a relationship with a subsequent vehicle in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of an approach tolerance index that incorporates an element that accumulates over time with respect to Example 3. It is the figure which showed a mode that the speed difference with a parallel running vehicle was large regarding Example 3, and overtaking occurred.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of control including determination when the speed plan of the opponent is in conflict with the purpose of the speed plan of the own vehicle in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of processing for changing control according to the type of a moving object in the fifth embodiment. It is the figure which showed the situation where the own vehicle passed on two oncoming vehicles on the road where two curves continue regarding Example 6. It is the figure which showed the case where the speed plan of the own vehicle was corrected so that it might become optimal only in the relationship with the 1st oncoming vehicle regarding Example 6.
  • FIG. FIG. 16 is a diagram showing a case where Example 6 is passed by a second oncoming vehicle at the beginning of the second curve. It is the figure which showed the exchange of the information between a traffic control system and a vehicle regarding Example 6.
  • FIG. 1 shows a configuration of a vehicle 1 equipped with an ADAS or an automatic driving system in which a vehicle motion control apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated.
  • the ADAS or the automatic driving system here refers to a control system that assists at least the speed or acceleration / deceleration of the vehicle so as to approach the command value of the control system or includes a function that the system performs acceleration / deceleration control. Accordingly, an adaptive cruise control system (ACC), an automatic driving system having an automatic steering function, and the like are included.
  • the control system includes an accelerator pedal having force feedback to the sole of the driver so as to control acceleration / deceleration indirectly via the driver.
  • the steering device 18 includes an EPS (electric power steering).
  • the EPS has a function of steering the left front wheel 11 and the right front wheel 12 as active actuators in addition to the function as power steering that amplifies the steering force by the driver.
  • the drive device 19 is composed of an internal combustion engine and / or an electric motor, receives a control command transmitted from the vehicle motion control device 15, and receives the control command transmitted from the vehicle motion control device 15 and the left front wheel 11 as a drive wheel via the drive shaft 26.
  • a driving force is generated on the right front wheel 12 to drive the vehicle 1. Further, the vehicle 1 is decelerated by generating a braking force on the drive wheels. Acceleration / deceleration can be performed according to the control command.
  • the braking control device 20 has a function of receiving a control command transmitted by the vehicle motion control device 15 and applying a hydraulic pressure to the braking devices 21 to 24 to control the braking force. Deceleration can be performed according to the control command.
  • the braking devices 21 to 24 are actuated by receiving the hydraulic pressure from the braking control device 20, and generate braking forces on the four wheels 11 to 14, respectively.
  • the vehicle motion control device 15 is routed through a GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor 17, an inertial sensor 16, a camera 28 that acquires vehicle external information, a wireless communication device 29, a laser scanner 30, and a braking control device 20.
  • Information from the wheel speed sensors 31 to 34 is input, and based on them, control commands are sent to the steering device 18, the drive device 19, and the braking control device 20 to control the movement of the vehicle 1.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the wireless communication device 29 has a function of communicating with information on the own vehicle and surrounding information in both directions by communicating with communication facilities provided on other vehicles and roads.
  • the braking control device 20 As the braking control device 20, the braking devices 21 to 24 and the driving device 19 cooperate to control the braking force, and the steering device 18 includes a steering mechanism and a steering control device. May be.
  • FIG. 2 shows a part of FIG. 1 and shows information input / output to / from the vehicle motion control device 15. From the camera 28 and the laser scanner 30, information on moving bodies around the host vehicle and surrounding information such as the shape and position of roads and lanes around the host vehicle are output and input to the vehicle motion control device 15.
  • ambient information about a relatively distant place that cannot be obtained by the camera 28 or the laser scanner 30 or a range of these blind spots is input.
  • the vehicle motion control device 15 calculates a speed plan as a control target based on the surrounding information and the vehicle position information, and outputs it to the braking control device 20 and the drive device 19 as an acceleration / deceleration command.
  • FIG. 3 shows the internal processing configuration of the vehicle motion control device 15.
  • the vehicle motion control device 15 includes a scheduled travel path detection unit, a mobile body detection unit, a mobile body motion prediction unit, a basic speed plan calculation unit, and a speed plan correction unit.
  • a portion indicated by a broken line indicates information used when it is available.
  • Ambient information is input to the planned traveling track detection unit, and the shape of the latest track on which the vehicle is scheduled to travel is always detected, at least for the distance required for control.
  • the planned traveling track is detected.
  • the automatic driving control device always generates and holds information on the planned traveling track ahead of the host vehicle necessary for steering control. Get information on the planned traveling track directly.
  • the moving body detection unit detects the presence of the moving body based on the surrounding information from the camera 28 and the laser scanner 30 that capture the surroundings of the vehicle. In the case of a road environment where the line of sight is poor or outside the detection distance range of the camera 28 or the laser scanner 30, the presence of a moving body is detected by vehicle-to-vehicle communication or road-to-vehicle communication via the wireless communication device 29.
  • the mobile body motion prediction unit predicts the subsequent motion of the mobile body from the current position, speed, acceleration of the target mobile body, and the road shape and obstacles around the mobile body and in the direction of motion. .
  • movement which the said moving body is planning after the present is directly acquired by the vehicle-to-vehicle communication, the road-to-vehicle communication, the communication between pedestrians, etc. which exchange the information about the detected moving body.
  • the basic speed plan calculation unit calculates a speed plan, that is, an acceleration / deceleration pattern based on the track shape information received from the planned travel path detection unit, and outputs this as a basic speed plan.
  • the speed plan correction unit calculates a speed plan as a control target as a final acceleration / deceleration command based on the motion prediction information of the moving body from the mobile body motion prediction unit and the basic speed plan from the basic speed plan calculation unit. .
  • Example 1 Acceleration / deceleration control for reducing occupant's anxiety in passing in a curve section with a vehicle traveling on the opposite lane will be described.
  • Equation 1 is a basic expression of control.
  • G x is a longitudinal acceleration
  • G y is a lateral acceleration
  • dG y / dt is a lateral jerk that is a temporal change rate of the lateral acceleration
  • C xy is a control gain.
  • G x -sgn (G y ⁇ dG y / dt) ⁇ C xy ⁇ dG y / dt (Equation 1)
  • the lateral jerk and the longitudinal acceleration are multiplied by a gain so that the longitudinal jerk is given a sign to decelerate when the lateral acceleration increases and accelerate when the lateral acceleration decreases. Is uniquely determined in the calculation. Therefore, if an initial speed is given to a certain traveling track, the speed transition can be calculated, which is a speed plan. The same applies to the case where the lateral jerk caused by traveling on a curved road is predicted and the vehicle is decelerated from the front of the curve (referred to as Preview G-Vectoring (registered trademark) control).
  • FIG. 4 shows a state of acceleration / deceleration during traveling on a curved road
  • FIG. 5 is a graph showing changes in lateral acceleration, lateral jerk, and longitudinal acceleration at that time.
  • control of the present embodiment results in an ideally planned acceleration / deceleration transition according to the curve curvature transition, thereby realizing a good riding comfort.
  • the planned traveling track of the own vehicle is in the own lane, and the planned traveling track of the oncoming vehicle is the oncoming lane when viewed from the own vehicle, so there is no risk of collision just by passing each other. Therefore, even if the speed plan is not changed, there is no hindrance to the running itself, and a good riding comfort is maintained.
  • Fig. 7 shows the case of a sharp curve with a poor visibility and a shield inside the curve. It is desirable that the curve curvature is relatively gentle within the curve section, and the allowable range in which the passengers are not concerned is limited.
  • FIG. 8 shows a case of a gentle curve with no line of sight and good visibility. Even if the curve curvature is relatively steep in the curve section, the occupant is less likely to feel uneasy, and the entire curve section is within the allowable range of the passing position.
  • the part to be passed is determined based on the balance between the good and bad outlook and the degree of curve curvature.
  • the place to be passed depends on various conditions, but in any case, the purpose of making a difference at a desired place is common, so the speed plan can be corrected in the same way.
  • the overall process flow for correcting the speed plan first predicts from which speed of the oncoming vehicle and the degree of acceleration / deceleration to which position in the curve section the oncoming vehicle will travel. Then, if you change the speed plan of your vehicle, you can change it at a position different from the original passing predicted position, so in order to decide which position to pass, plan which time the vehicle is in which position To do.
  • the detection of the position of the oncoming vehicle and the motion prediction are not necessarily accurate as long as accuracy for improving the basic speed plan can be obtained. Even if the predicted position at a certain time deviates from the actual position by, for example, 10 m or more, if the curve section is relatively long, for example, 100 m, the positional relationship between the entrance, the middle board, and the exit in the curve section will not change. It is. Moreover, if the passing position is changed from the original predicted position in a desired direction, the change amount itself is not accurate, but improvement can be expected.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the process of changing the position passing the oncoming vehicle. Details of the process will be described later.
  • acceleration / deceleration of the vehicle is controlled according to the initial speed plan (103).
  • Judgment is made as to whether or not the predicted passing position when the movement of the vehicle follows the initial speed plan is within an allowable range (105).
  • the acceleration / deceleration of the own vehicle is controlled according to the initial speed plan (103).
  • the speed plan is corrected so as to be within the allowable range (106). At this time, a method of correcting within a range not impairing the smoothness of the vehicle motion will be described later.
  • Acceleration / deceleration of the host vehicle is controlled (107) according to the corrected speed plan, and the process is terminated (108).
  • the control target will not change discontinuously because the prediction is sequentially corrected as described above. If the movement of the oncoming vehicle is as predicted, as a result, the own vehicle is controlled in accordance with the speed plan that was first corrected by detecting the oncoming vehicle.
  • acceleration / deceleration can be controlled according to the speed plan that was first corrected by detecting the oncoming vehicle without considering the movement of the oncoming vehicle from the initial prediction. In this case, the control accuracy is reduced. However, control is possible even if the computing performance is not sufficient to correct the prediction sequentially.
  • the deceleration area As a one-dimensional area divided by the front-rear direction position on the planned travel path, the area that travels while the vehicle speed of the host vehicle decreases is the deceleration area, the area that travels while the vehicle speed increases is the acceleration area, An area that travels while the vehicle speed is kept constant is defined as a constant speed area, and an allowable range of the predicted passing position may be defined as a deceleration area.
  • the speed plan is corrected within a range that does not impair the smoothness of the vehicle motion, and the passing in the deceleration region is attempted.
  • FIG. 10 shows a method of classifying the relationship between the target position at a predetermined time and the acceleration / deceleration state at the target position when traveling according to the basic speed plan, and adjusting the speed plan to reach the target position at the predetermined time. It is a table.
  • the predetermined time when the predetermined time comes after passing the target position, it can be adjusted to reach the target position at the predetermined time by increasing the deceleration timing or increasing the degree of deceleration (A or B in FIG. 10). ).
  • the target position when the passage of the target position is during or after acceleration, the target position can be adjusted to reach the target position at a predetermined time by delaying the acceleration timing or weakening the degree of acceleration (B in FIG. 10). ).
  • the basic speed plan does not reach the target position at a predetermined time, it can be adjusted to reach the target position at the predetermined time by delaying the deceleration timing or weakening the degree of deceleration (C in FIG. 10). Or D).
  • the target position can be adjusted to reach the target position at a predetermined time also by increasing the acceleration timing or increasing the degree of acceleration (D in FIG. 10). ).
  • the basic speed plan is set so that the vehicle motion is comfortable for the occupant if there are no moving objects in the surroundings, so changing it may impair the comfort to some extent.
  • the adverse effect of shifting from the original speed plan may be better than the effect of moving the position of the predetermined time closer to the target, and it may be better to reduce the speed plan correction amount or rather not to correct it.
  • the distance, speed, acceleration, etc. which are indicators for evaluating the decrease in the sense of security caused by the approach to the moving body, are collectively referred to as an approach tolerance index.
  • This index means that the shorter the distance, the higher the speed, and the higher the acceleration, the larger the value, and the higher the value, the less likely it is tolerate.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for realizing a speed plan in consideration of such riding comfort and security.
  • the deceleration method which is the adjustment method shown in the fourth column (rightmost column)
  • the deceleration method is accelerated.
  • At least one of the four methods of increasing deceleration, delaying acceleration, and weakening acceleration, and one qualitative correction method of speed plan that can achieve the target or approach the target is selected (202).
  • a speed transition pattern in which the timing and degree of acceleration / deceleration are distributed within the range of the constraint conditions is comprehensively set (203).
  • the constraint condition means that acceleration is not performed at a position to be decelerated derived from the shape of the traveling track, that deceleration is not performed at a position to be accelerated, and the maximum acceleration / deceleration value.
  • the best pattern with the smallest evaluation value is selected to make a speed plan (205), and the process is finished (206). That is, if the basic speed plan is the best evaluation, the acceleration / deceleration control is not corrected as a result. In addition, a speed plan that reaches the target position at a predetermined time cannot be realized, and a speed plan having the smallest evaluation value within the range of the constraint condition may be selected.
  • two or more of relative, absolute, position, speed, and acceleration can be targeted.
  • a plurality of targets cannot be satisfied at the same time, but if they are treated as an optimization problem in which an objective function having these as variables is set, a solution approaching the target can be obtained comprehensively.
  • a speed plan is set so that one or more of relative, absolute, position, speed, and acceleration is set as a target value at a predetermined time, and those physical quantities are directed to the target value at that time. Is to correct. Regardless of whether the target to be set is position, speed, or acceleration, while traveling from the entrance to the exit of the curve section, while qualitatively maintaining a series of speed transitions of decelerating and accelerating, The point of changing the timing and degree of acceleration / deceleration is common. Therefore, in any case, the speed plan can be corrected by the same procedure as the flowchart of FIG.
  • Example 2 A case where acceleration / deceleration is controlled in consideration of the relationship with the following vehicle will be described.
  • the basic speed plan is defined as the acceleration / deceleration transition according to the curve shape of the traveling track, similar to the first embodiment. Description of this is omitted.
  • a typical anxiety factor that the occupant feels about the following vehicle is that the distance between the vehicles becomes insufficient by approaching the vehicle from behind.
  • the overall speed level of the own vehicle must be increased.
  • you increase the speed level with respect to the basic speed plan that was originally calculated considering comfort even if there is no problem in terms of vehicle motion performance, there is a risk of exceeding the legal speed and anxiety to the passengers, Situations where the speed level can be raised are limited.
  • the movement of the following vehicle is changed by changing the movement of the own vehicle in the direction of decreasing the vehicle speed. Specifically, by decelerating the timing of starting deceleration when entering a curve, the subsequent vehicle is instructed to decelerate, and the subsequent vehicle is also prompted to decelerate. As a result, the inter-vehicle distance is prevented from becoming too short in the curve section.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing for the relationship with the following vehicle.
  • acceleration / deceleration of the vehicle is controlled according to the initial speed plan (303).
  • Judgment is made as to whether the distance between the following vehicle and the vehicle beyond the allowable range is sufficiently maintained (305).
  • the acceleration / deceleration of the own vehicle is controlled (303) according to the initial speed plan, and the process is terminated (310).
  • the inter-vehicle distance is predicted to be shorter than the allowable range, increase the speed level of the vehicle so that the inter-vehicle distance can be maintained according to the prediction of the movement of the following vehicle, that is, reduce the degree of deceleration or delay the timing, Alternatively, it is determined whether it is permissible to increase or accelerate the degree of acceleration (306).
  • the speed plan is corrected so as to advance the deceleration timing so that the inter-vehicle distance is shortened in contrast to the prediction of the movement of the following vehicle (308).
  • the degree of deceleration is weakened at the same time, and the curve passing speed is made equal to the initial plan. Accordingly, it can be expected that the driver of the succeeding vehicle or the control system recognizes the deceleration of the preceding vehicle, that is, the own vehicle quickly, and the inter-vehicle distance is not reduced more than necessary without the host vehicle decelerating too much.
  • the acceleration / deceleration of the host vehicle is controlled according to the corrected speed plan (309), and the process ends (310).
  • the parallel running vehicle refers to a vehicle that travels in the same direction as the host vehicle in the lane adjacent to the lane in which the host vehicle travels.
  • Fig. 13 shows how the distance from a parallel vehicle gradually approaches as a result of a speed plan that takes into account only the movement of the vehicle while traveling on a curved road with two lanes on one side, and the closest approach is lined up sideways. It is shown. As long as the route is not changed, the traveling track does not overlap with the parallel vehicles in the adjacent lanes, so there is no problem in traveling even with a speed plan that considers only the movement of the vehicle. However, there is a possibility that a state of running side by side or close to each other as described above may continue.
  • FIG. 14 shows a state in which the positional relationship in the oblique direction is maintained so that the state of running parallel to the side does not continue on the curved road of two lanes on one side.
  • maintaining such an oblique positional relationship secures the distance between the vehicles and the space on the side of the host vehicle, so that the passenger can feel secure.
  • the distance is relatively long, even if the state continues for a certain period of time, it is not so uneasy.
  • anxiety increases with the passage of time even if the approaching state is continued for a relatively short time.
  • the objective function is set by summing up the approach tolerance index and the amount of change from the basic speed plan.
  • FIG. 15 shows a conceptual diagram of this approach tolerance index.
  • FIG. 15 (a) corresponds to the case of FIG. 13
  • FIG. 15 (b) corresponds to the case of FIG.
  • FIG. 15C shows a case where the maximum value of the approach degree is the same as that of FIG.
  • the approach allowance index is smaller in FIG. 15C where the predicted approach state is a short time than in FIG. 15A. Therefore, since it is difficult to increase the evaluation value of the objective function, suppressing the amount of change from the basic speed plan makes the evaluation value the smallest, and the speed plan according to the basic speed plan tends to be easily selected.
  • the evaluation value of the objective function is likely to increase as the approaching state continues for a long time. Therefore, if it is predicted that the parallel running state will continue in the basic speed plan as in FIG. The increase in evaluation value due to the change from the plan is greater than the decrease in the evaluation value due to the suppression of the proximity tolerance index as shown in FIG. 15 (b). Bring.
  • the integral value for a predetermined time is constantly updated, the value does not increase without limit even if the approaching state continues, and future predictions up to the predetermined time in other vehicle motion prediction and speed plans at the present time The approaching state can be evaluated.
  • the predetermined time does not necessarily have to be a fixed time.
  • the predetermined time may be set as the time required to travel to a predetermined distance or a predetermined point along the speed plan at the time of calculating the approach tolerance index.
  • Example 4 A case will be described in which acceleration / deceleration of surrounding vehicles is simultaneously controlled in addition to the acceleration / deceleration control of the own vehicle.
  • both the own vehicle and the surrounding vehicles can control acceleration / deceleration
  • the basic speed plan is an example in which only the motion of each vehicle itself is considered in each vehicle.
  • both the own vehicle and the approaching vehicle have a speed plan
  • information on the speed plan after the present is exchanged by inter-vehicle communication or road-to-vehicle communication between the own vehicle and the approaching vehicle.
  • There is no need to predict the opponent's movement. Refers to each other's speed plan and corrects the speed plan for each individual vehicle.
  • the opponent's speed plan correction conflicts with the purpose of the vehicle's speed plan correction, the desired approach state cannot be created.
  • the opponent's speed plan conflicts with the purpose of the vehicle's speed plan, for example, when passing in a curve section, both vehicles are trying to pass each other just before the curve curvature becomes steep when viewed from the own vehicle. Is the case. Since this is incompatible, it is necessary to select which side of the curve section passes. In that case, which speed plan should be prioritized is compared with the evaluation of both, and the better one is selected.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the flow of control including such determination.
  • acceleration / deceleration of the vehicle is controlled according to the initial speed plan (404).
  • the approaching vehicle does not accept the speed plan correction, it will shift to a method that handles it only by controlling its own vehicle.
  • the other party's motion is predicted, the speed plan of the own vehicle is corrected (405), and acceleration / deceleration is controlled according to the speed plan (414). This is the same method as in Examples 1 to 3.
  • the current speed plan information is exchanged with the own vehicle (406).
  • Each other corrects the speed plan of the own vehicle based on the speed plan of the opponent (407), and exchanges the information of the corrected speed plan again (408).
  • Judgment is made as to whether the speed plan after correction of the opponent matches the purpose of the speed plan after correction of the vehicle (409).
  • the acceleration / deceleration of the vehicle is controlled according to the speed plan (410).
  • the amount of correction is either in the case of re-correcting the speed plan of the own vehicle giving priority to the speed plan of the opponent, or It is determined whether there is little influence on the ride comfort and is selected (411).
  • acceleration / deceleration is controlled with priority on the speed plan of the own vehicle (412), or acceleration / deceleration is controlled with priority on the speed plan of the opponent (413).
  • Acceleration / deceleration is controlled by one of methods 404, 410 to 414, and the process is terminated (415).
  • FIG. 18 shows an example of speed plan correction in a situation where it is desired to secure the relative distance between the host vehicle and the opponent vehicle.
  • FIG. 18 (a) shows a case where neither the own vehicle nor the opponent vehicle decelerates according to the basic speed plan without correcting the speed plan. In this case, the relative distance becomes insufficient.
  • FIG. 18 (b) shows a situation in which the deceleration of the own vehicle is strengthened so that the necessary and sufficient relative distance is obtained when the opponent vehicle maintains the basic speed plan.
  • FIG. 18 (c) shows a situation in which the other vehicle weakens the deceleration so that the necessary relative distance is maintained when the vehicle maintains the basic speed plan.
  • FIG. 18 (e) shows a case where the correction amount of both speed plans is calculated in anticipation of the correction of the speed plan of the other party.
  • the sharing of the speed plan correction amount by both of the moving objects that are approaching is not limited to the case where it is desired to secure the relative distance, but also when the approaching speed and the approaching acceleration are suppressed, the oncoming vehicle, the parallel running vehicle, the following vehicle, It can be applied to any relationship.
  • Example 5 A case where the control is changed depending on the type of the moving body will be described. This is combined with any of the first to fourth embodiments.
  • ⁇ Two-wheeled vehicles, bicycles, and pedestrians have different movement characteristics from four-wheeled vehicles in terms of moving speed level, possibility of falling, and direction change.
  • a vehicle with four or more wheels has a larger area that occupies the road as it is larger, and the distance from surrounding vehicles is smaller even in the same motion state, and for vehicles with a higher vehicle height.
  • the moving body detection unit detects the presence, type, and size of the moving body, and the moving body motion prediction unit performs motion prediction according to the type of the moving body.
  • the value representing the size of the moving body is not an absolute dimension, and may be a relative value based on the lane width of the running road.
  • the approach tolerance index is corrected according to the size of the vehicle body and the type of the moving body for a normal four-wheeled vehicle, and the speed plan is To reflect.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a process flow for changing the control according to the type of the moving object.
  • the moving body detection unit of the vehicle motion control device 15 detects the presence of the surrounding moving body and also detects the type (502).
  • the moving body is a vehicle having four or more wheels
  • information on the size of the vehicle body is acquired (503), and motion prediction is performed (504).
  • the access tolerance index is corrected based on the size of a normal four-wheeled vehicle (505).
  • motion prediction is performed in consideration of the motion characteristics of the two-wheeled vehicle (506).
  • motion prediction is performed in consideration of the motion characteristics of the pedestrian (507).
  • Bicycles have the characteristics of both pedestrians and two-wheelers.
  • the access tolerance index is corrected according to the characteristics of each moving body (509).
  • the corrected approach tolerance index is used as a variable constituting the objective function, and a target value for correcting the speed plan is set based on the motion prediction result of the moving body, and is reflected in the speed plan (510). (511).
  • Example 6 A case will be described in which acceleration / deceleration control is optimized over a wide range involving a plurality of vehicles. This is based on the assumption that most vehicles are equipped with an ADAS or an automatic driving system including the vehicle motion control device according to any of the first to fifth embodiments, and acceleration / deceleration control is thereby performed. The method for correcting the multiple speed plans described above will be expanded and applied to a wide range of traffic environments.
  • FIG. 21 shows a case where the speed plan of the own vehicle is corrected so as to be optimal only in relation to the first oncoming vehicle A in order to avoid passing in the middle of the curve.
  • the effect of the former due to a decrease in passenger comfort due to a reduction in the amount of correction of the speed plan when passing the first vehicle, and a decrease in comfort due to the correction of the speed plan when passing the second vehicle If the speed is small, the amount of speed plan correction at the time of passing with the first unit should be suppressed and the speed plan at the time of passing with the second unit should not be corrected. .
  • the oncoming vehicle for the host vehicle is next to the subsequent vehicle of the host vehicle, so it is in the same position as the host vehicle, and is optimal for comprehensive acceleration / deceleration control. The need to make it easier is the same.
  • the range in which the vehicle can directly detect other vehicles by the camera 28 and the laser scanner 30 is insufficient. Then, information on vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication is used via the wireless communication device 29.
  • the above method predicts the motion of a moving body even in the case where vehicles that are not subjected to acceleration / deceleration control by the vehicle motion control device of the present invention are mixed in the traffic environment, as in the first to fifth embodiments. It is established by.
  • the accuracy of achieving both a sense of security and comfort is lower than when all the vehicles involved are under control, but more effective than when the speed plan is corrected for each local relationship only. .
  • information on the motion state of each vehicle may be collected in the traffic control system, and the speed plan for all vehicles under the control of the system may be calculated collectively.
  • FIG. 23 shows the exchange of information between the traffic control system and the vehicle.
  • each vehicle sequentially transmits information on the position of the vehicle and the motion state such as the vehicle speed and the traveling direction to the traffic control system by road-to-vehicle communication.
  • the traffic control system calculates and updates the speed plan of all vehicles under management so that it can be optimized or approximated using the objective function variables and general optimization algorithms.
  • Each vehicle receives the speed plan and controls acceleration / deceleration. The larger the system size, the greater the amount of information and computation, but by handling it globally, it can be combined with optimization that includes energy consumption and the time required to reach the destination in the variables of the objective function. Can improve social benefits as well as comfort.
  • the vehicle motion control apparatus has the following configuration, by changing the timing and degree of acceleration / deceleration so as to suit the surrounding situation while maintaining the acceleration / deceleration relationship with respect to the traveling track as much as possible.
  • the comfort of passengers and the comfort of passengers can be improved by reducing the anxiety caused by the surrounding conditions.
  • a planned travel path detection unit that detects a planned travel path on which the vehicle is scheduled to travel
  • a moving body detection that detects the presence of a moving body other than the vehicle that moves around the track detected by the planned travel path detection unit.
  • a mobile body motion prediction unit that predicts the motion of the mobile body, and controls acceleration, deceleration, or both of the vehicle based on the planned travel path and motion prediction of the mobile body motion prediction unit To do.
  • acceleration and deceleration of the vehicle are controlled based on the planned traveling path, or both, and when the moving body is detected, the planned traveling path and the moving body motion are controlled. Based on the motion prediction of the prediction unit, the vehicle is controlled to accelerate, decelerate, or both.
  • the speed plan of the vehicle is updated sequentially during control of acceleration, deceleration, or both of the vehicle.
  • a speed plan that detects and corrects the moving body is used as a control target for acceleration and / or deceleration of the vehicle.
  • the vehicle has an absolute or relative target relative to the moving body at a predetermined time calculated based on the motion prediction of the moving body motion prediction unit with respect to the speed plan based on the planned traveling track.
  • target speed, or target acceleration the timing and degree of acceleration, deceleration, or both are changed.
  • the deceleration region a region where the vehicle travels while the vehicle speed is kept constant is defined as a constant speed region, and in the acceleration region or the constant speed region, when the passing with the moving body is predicted, the deceleration region Modify the speed plan to pass and control acceleration, deceleration, or both.
  • the shorter the distance, Acceleration, deceleration, or both are controlled in a direction to decrease the approach tolerance index that becomes larger as the speed is higher or the acceleration is higher.
  • the approach tolerance index is any one of the absolute speed of the vehicle, the absolute acceleration of the vehicle, the relative distance to the moving body, the relative speed to the moving body, and the relative acceleration to the moving body. Includes time integral values.
  • the evaluation value of the objective function including the approach tolerance index as a variable and further including the degree of difference in the speed plan from the case where the moving body is not detected as a variable when following the speed plan based on the planned traveling track. Acceleration, deceleration, or both are controlled so as to reduce the evaluation value of the objective function.
  • acceleration and / or deceleration control is changed according to the type or size of the moving body.
  • the speed plan based on the planned traveling track is made according to the lateral movement of the vehicle.
  • the speed plan based on the planned travel trajectory controls the back-and-forth motion so that it decelerates when the lateral acceleration increases and accelerates when the lateral acceleration decreases.
  • this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • the present invention can also be applied to a case where the vehicle is decelerating because the lane width is partially narrowed.
  • the present invention can be widely applied to cases where acceleration / deceleration control according to the traveling track is required and there are moving objects around.

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Abstract

本発明は、自車周囲の車両等、他の移動体との接近状態において、快適性を向上させる車両運動制御装置を提供する。車両１が走行を予定する走行予定軌道を検知する走行予定軌道検知部と、走行予定軌道検知部が検知する軌道の周囲を運動する前記車両以外の移動体の存在を検知する移動体検知部と、移動体の運動を予測する移動体運動予測部と、を備え、走行予定軌道と移動体運動予測部の運動予測とに基づいて車両１の加速、減速又はその両方を制御する。

Description

車両運動制御装置
　本発明は、車両運動制御装置に関する。
　自動車における先進運転支援システム（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ：　以下、ＡＤＡＳと称す）及び自動運転関連技術の開発が、近年、急速に進められている。当該分野の技術開発の目的は、安全性の向上は無論のこと、乗員の快適性や安心感の向上も不可欠な要素である。
　快適性や安心感は、滑らかな車両運動によってもたらされる。運動性能を向上させると共に日常的な領域における滑らかな車両運動を促す制御技術がある。この制御技術はＧ－Ｖｅｃｔｏｒｉｎｇ（登録商標）制御と称されることがあり、車両の横方向の運動に前後方向の運動を連携させることにより、加速度ベクトルの推移を穏やかにして乗り心地を向上させ、快適な車両運動が実現できる。ＡＤＡＳあるいは自動運転と組み合わせる場合、操舵制御や走行軌道によって定まる横方向の運動に基づいて、加減速を制御する。
　ただし、自車の車両運動のみを考慮した制御であるため、単独走行でない実際の交通環境においては、自車周囲の状況によって望ましい加減速とならない場合がある。
　したがって、必ずしも操舵や走行軌道の情報だけに基づいて加減速を制御することが快適かつ安心であるとは限らない。
　関連技術として、例えば、特許文献１には、他車との衝突のおそれがある場合に速度計画を変更して加減速を制御する方法が開示されている。
特開２０１６－１３９１６３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の速度計画の変更方法は、衝突を避けることが目的である。そのため、走行軌道上で、例えば加速した方が乗り心地の良い状況で、減速することを避けることは言及されていない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自車周囲の車両等、他の移動体との接近状態において、快適性を向上させる車両運動制御装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の車両運動制御装置は、一例として、車両が走行を予定する走行予定軌道を検知する走行予定軌道検知部と、前記走行予定軌道検知部が検知する軌道の周囲を運動する前記車両以外の移動体の存在を検知する移動体検知部と、前記移動体の運動を予測する移動体運動予測部と、を備え、前記走行予定軌道と前記移動体運動予測部の運動予測とに基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御する。
　本発明によれば、自車周囲の車両等、他の移動体との接近状態において、快適性を向上させる車両運動制御装置を提供することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施例であるＡＤＡＳあるいは自動運転システムを搭載する車両の構成を示した図である。 本発明の一実施例である車両運動制御装置１５に入出力される情報を示した図である。 本発明の一実施例である車両運動制御装置１５の内部の処理構成を示した図である。 実施例１に関して、カーブ路走行時の車両運動制御による加減速の様子を示した図である。 実施例１に関して、図４における横加速度と横加加速度と前後加速度の推移を示したグラフである。 実施例１に関して、図４に加えて対向車が存在する状況を示した図である。 実施例１に関して、見通しの悪い急なカーブにおけるすれ違いを示した図である。 実施例１に関して、見通しの良い緩いカーブにおけるすれ違いを示した図である。 実施例１に関して、対向車とすれ違う位置を変化させる処理を示したフローチャートである。 実施例１に関して、所定時刻での目標位置と目標位置における加減速状態の関係を分類し、速度計画を調整する方法を示した表である。 実施例１に関して、乗り心地と安心感を考慮した速度計画を実現するための手順を示したフローチャートである。 実施例２に関して、後続車との関係に対する処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３に関して、自車の運動のみを考慮した速度計画によって、並走車との距離が徐々に近づいていく様子を示した図である。 実施例３に関して、真横を並走する状態が続かないように斜め方向の位置関係を維持した様子を示した図である。 実施例３に関して、時間の経過で累積する要素を組み込んだ接近許容度指標の概念図である。 実施例３に関して、並走車との速度差が大きく、追い抜きが発生する様子を示した図である。 実施例４に関して、相手の速度計画が自車の速度計画の目的と相反する場合の判断を含む制御の流れを表すフローチャートである。 実施例４に関して、自車と相手車との相対距離を確保したい状況における速度計画の修正例を示した図である。 実施例５に関して、移動体の種別に応じて制御を変更する処理の流れを示したフローチャートである。 実施例６に関して、２つのカーブが連続する道路において自車が２台の対向車と立て続けにすれ違う状況を示した図である。 実施例６に関して、1台目の対向車との関係に限って最適となるように自車の速度計画を修正した場合を示した図である。 実施例６に関して、2つ目のカーブ序盤で2台目の対向車とすれ違うようにした場合を示した図である。 実施例６に関して、交通管制システムと車両との間の情報のやり取りを示した図である。
　まず、各実施例に共通する要素について説明する。
　図１は、本発明の一実施例である車両運動制御装置が組み込まれたＡＤＡＳあるいは自動運転システムを搭載する車両１の構成を示したものである。ここでいうＡＤＡＳあるいは自動運転システムとは、少なくとも車両の速度あるいは加減速を制御システムの指令値に近づくように補助するか、加減速制御をシステムが担う機能を含む制御システムを指すものとする。したがって、アダプティブクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ）や自動操舵機能を備えた自動運転システム等を含む。さらに、制御システムがドライバを介して間接的に加減速を制御するためにドライバの足裏への力覚フィードバックを有するアクセルペダル等も含む。
　操舵装置１８はＥＰＳ（電動パワーステアリング）を備える。ＥＰＳは、運転者による操舵力を増幅するパワーステアリングとしての機能に加えて、能動的なアクチュエータとして左前輪１１と右前輪１２を操舵する機能を有する。
　駆動装置１９は、内燃機関または電動モータまたはその両方で構成され、車両運動制御装置１５が送信する制御指令を受信して、減速機２５とドライブシャフト２６を介して駆動輪である左前輪１１と右前輪１２に駆動力を発生させて車両１を走行させる。また、駆動輪に制動力を発生させて車両１を減速させる。制御指令に応じて、加減速を行うことができる。
　制動制御装置２０は、車両運動制御装置１５が送信する制御指令を受信して、制動装置２１～２４に液圧を作用させて制動力を制御する機能を有する。制御指令に応じて、減速を行うことができる。
　制動装置２１～２４は、制動制御装置２０からの液圧を受けて作動し、4輪１１～１４それぞれに制動力を発生させる。
　車両運動制御装置１５には、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）センサ１７、慣性センサ１６、車両の外界情報を取得するカメラ２８、無線通信装置２９、レーザースキャナ３０、及び制動制御装置２０を経由して車輪速センサ３１～３４からの情報が入力され、それらに基づいて、操舵装置１８、駆動装置１９、制動制御装置２０に制御指令を送り、車両１の運動を制御する。
　無線通信装置２９は、他車や道路に備えられた通信設備と通信して自車の情報と周囲の情報を双方向に伝達する機能を有する。
　制動制御装置２０として制動装置２１～２４と駆動装置１９が協調して制動力を制御したり、操舵装置１８が操舵機構と操舵制御装置で構成されたりする等、各装置の構成は分割あるいは統合されていても良い。
　図２は、図１の一部を抜粋し、車両運動制御装置１５に入出力される情報について示したものである。カメラ２８やレーザースキャナ３０からは、自車周囲の移動体の情報、自車周囲の道路及び車線の形状や位置等の周囲情報が出力され、車両運動制御装置１５に入力される。
　無線通信装置２９からは、カメラ２８やレーザースキャナ３０では取得できない比較的遠方や、これらの死角となる範囲の周囲情報が入力される。
　ＧＮＳＳセンサ１７からは、大局的な自車位置の情報が絶対座標として入力される。
　車両運動制御装置１５は、これらの周囲情報と自車位置の情報に基づいて、制御目標とする速度計画を算出し、加減速指令として制動制御装置２０と駆動装置１９に対して出力する。
　図３は、車両運動制御装置１５の内部の処理構成を示したものである。車両運動制御装置１５は、走行予定軌道検知部と、移動体検知部と、移動体運動予測部と、基本速度計画算出部と、速度計画修正部とを備える。情報の流れを表す矢印のうち、破線で示した部分は利用可能な場合に用いる情報を示す。
　走行予定軌道検知部には周囲情報が入力され、自車が走行を予定している直近の軌道の形状を、少なくとも制御に必要な距離、常時検知する。車両前方を撮影するカメラ２８やレーザースキャナ３０で取得した道路及び車線形状の情報や、ＧＮＳＳセンサ１７で取得した自車位置情報を地図情報と照合することにより、走行予定軌道を検知する。あるいは、自動操舵機能を備えた自動運転システムの場合は、操舵制御に必要な自車前方の走行予定軌道の情報を自動運転制御装置が常に生成し、保持しているため、自動運転制御装置から走行予定軌道の情報を直接取得する。
　移動体検知部では、車両周囲を撮影するカメラ２８やレーザースキャナ３０からの周囲情報によって、移動体の存在を検知する。見通しが悪い道路環境や、カメラ２８やレーザースキャナ３０の検知距離範囲外の場合は、無線通信装置２９を介した車車間通信や路車間通信等によって移動体の存在を検知する。
　移動体運動予測部では、対象とする移動体の現在の位置、速度、加速度、及び当該移動体の周辺と運動方向前方の道路形状や障害物の状況から、以降の移動体の運動を予測する。あるいは、検知された移動体についての情報をやり取りする車車間通信、路車間通信、歩車間通信等によって、当該移動体が現在以降に予定している運動の情報を直接得る。
　基本速度計画算出部は、走行予定軌道検知部から受ける軌道形状の情報に基づいて、速度計画つまり加減速のパターンを算出し、これを基本速度計画として出力する。
　速度計画修正部は、移動体運動予測部からの移動体の運動予測情報と、基本速度計画算出部からの基本速度計画に基づき、最終的な加減速指令として制御目標となる速度計画を算出する。
　（実施例１）
  対向車線を走行する車両とのカーブ区間でのすれ違いにおいて、乗員の不安を軽減するための加減速制御について説明する。
　基本となる加減速制御として、反対車線を自車と逆向きに走行する車両、つまり対向車、が存在せずに自車単独で走行している場合は、走行予定軌道のカーブ形状に応じた加減速の推移を定めて基本速度計画とする。このカーブ形状に応じた加減速を定めるための制御（Ｇ－Ｖｅｃｔｏｒｉｎｇ（登録商標）制御）を適用する。
　数１は、制御の基礎式である。Gxは前後加速度、Gyは横加速度、dGy/dtは横加速度の時間変化率である横加加速度、Cxyは制御ゲインを表す。
　Gx = -sgn(Gy・dGy/dt)・Cxy・dGy/dt　　　（数１）

  横加加速度にゲインを乗算し、横加速度の大きさが増える際には減速し、横加速度の大きさが減る際には加速するように符号を与えた前後加速度とするため、横加加速度と前後加速度との関係が計算上は一意に定まる。したがって、ある走行軌道に対して、初速を与えれば速度推移を算出することができ、これがすなわち速度計画となる。これは、カーブ路走行によって生じる横加加速度を予見してカーブ手前から減速する場合（Ｐｒｅｖｉｅｗ Ｇ－Ｖｅｃｔｏｒｉｎｇ（登録商標）制御と称される）を適用する場合も同様である。
　図４は、カーブ路走行時の加減速の様子を示したものであり、図５は、その際の横加速度と横加加速度と前後加速度の推移を示したグラフである。カーブ曲率が徐々にきつくなるカーブ区間の前半で横加速度Gyが時刻t=t0からt=t1にかけて増加していくのに伴って、横加加速度dGy/dtは正の値をとり、カーブ曲率が徐々に緩くなるカーブ区間の後半で横加速度Gyがt=t1からt=t2にかけて減少していくのに伴って、横加加速度dGy/dtは負の値をとる。数１に従って横加加速度dGy/dtに応じた前後加速度Gxとすると、時刻t=t0からt=t1の間に減速し、t=t1からt=t2の間に加速する。
　このように、本実施例の制御によってカーブ曲率の推移に応じて理想的に計画された加減速の推移となり、良好な乗り心地が実現される。
　図６は、図４に加えて対向車が存在し、時刻t=t1で対向車とすれ違う状況を示したものである。対向車が存在する場合でも、自車の走行予定軌道は自車線内であり、対向車の走行予定軌道は自車から見て対向車線であるので、すれ違うだけで衝突のおそれはない。そのため、速度計画を変更せずとも、走行自体に支障はなく、良好な乗り心地も保たれる。
　しかし、乗り心地は良好であっても、すれ違いの際に乗員が不安を感じるおそれがある。その要因として、カーブの曲率が急な箇所でのすれ違いでは車線幅が実際より狭く感じられることや、特に対向車との接近速度や接近加速度が大きい場合には主観的な衝突の不安が増すこと等が挙げられる。見通しが悪い場合も、対向車が急に出現する驚きを乗員に与える。安心で快適な走行のためには、これらの点も考慮して加減速を制御する必要がある。
　この課題に対応するため、カーブ区間での対向車とのすれ違いを考慮して速度計画を修正し、加減速を制御する方法について説明する。
　カーブ曲率が急な箇所でのすれ違いは乗員に不安を与えるおそれがあるが、ひとつのカーブ区間内でカーブ曲率が相対的に急な箇所は、狭く感じる反面、車速が低下する箇所でもある。比較的車線幅が広ければ、狭く感じることによる不安感は緩和される。そのため、カーブ曲率がそのカーブ区間内では相対的に急であっても車速が低下する箇所ですれ違う方が望ましい場合もあり、一概には規定できない。
　図７及び図８は、カーブ区間内で対向車とすれ違うことが不可避な場合、道路の条件によって望ましいすれ違い位置が異なることを示したものである。
　図７は、カーブ内側に遮蔽物のある見通しの悪い急なカーブの場合である。当該カーブ区間内で相対的にカーブ曲率が緩やかな位置ですれ違う方が望ましく、乗員に不安を与えない許容範囲は限られる。
　一方、図８は、遮蔽物がなく見通しの良い緩いカーブの場合である。当該カーブ区間内で相対的にカーブ曲率が急な箇所ですれ違うことになるとしても、乗員は不安を感じにくく、カーブ区間全域がすれ違い位置の許容範囲となる。
　その他、見通しの良い急なカーブや見通しの悪い緩いカーブ等の場合は、見通しの良し悪しの程度とカーブ曲率の緩急の程度との兼ね合いで、すれ違うべき箇所が決まる。
　このように、すれ違うべき場所は種々の条件に依存するが、いずれの場合でも、所望の箇所ですれ違いを図るという目的は共通なので、速度計画の修正は同じ方法で行うことができる。
　一例として、カーブ曲率が急な箇所ですれ違うことが予測される場合に、カーブ曲率が急になる手前ですれ違うための方法について説明する。
　速度計画を修正する全体的な処理の流れは、まず、対向車の速度と加減速の程度から、対向車がカーブ区間のどの位置までどの時刻に進行するかを予測する。その上で自車の速度計画を変更すれば、元のすれ違い予測位置とは異なる位置ですれ違うようにできるので、どの位置ですれ違うか決めるために、どの時刻に自車がどの位置にいるかを計画する。
　なお、対向車の位置の検知と運動予測は必ずしも正確でなくても、基本速度計画より改善を図るための精度を得られれば良い。ある時刻の予測位置が実際の位置と例えば１０ｍ以上ずれたとしても、相対的にカーブ区間が長く、例えば１００ｍあれば、カーブ区間内の入口寄りや中盤や出口寄りという位置関係は概ね変わらないからである。また、すれ違い位置を元の予測位置から望ましい方向に変化させれば、変化量自体は正確でなくても改善が見込めることに変わりはない。
　図９は、対向車とすれ違う位置を変化させる処理をフローチャートで示したものである。処理の部分的な詳細については後述する。
　処理が開始（１０１）されると、まず、自車前方に対向車が検知されるか否か判断する
（１０２）。
　対向車が検知されない場合、当初の速度計画に従って車両の加減速を制御する（１０３）。
　対向車が検知された場合、当該対向車の前後方向の運動を予測する（１０４）。
　自車の運動が当初の速度計画に従う場合のすれ違い予測位置が、許容範囲か否か判断する（１０５）。
　すれ違い予測位置が許容範囲である場合、当初の速度計画に従って自車の加減速を制御する（１０３）。
　すれ違い予測位置が許容範囲でない場合、許容範囲となるように速度計画を修正する（１０６）。このとき、車両運動の円滑さを損なわない範囲で修正する方法については後述する。
　修正した速度計画に従って自車の加減速を制御（１０７）し、処理を終了する（１０８）。
　次の制御周期で処理が開始（１０１）されると、再び対向車が検知されるか否か判断（１０２）し、対向車の運動が前制御周期の予測からずれる場合は、予測を修正する。
　なお、対向車の運動予測について、時間の経過と共に当初の予測から徐々にずれていくとしても、上記のとおり予測は逐次修正されるので、制御目標が不連続に変化することはない。対向車の運動が予測どおりであれば、結果的に、対向車を検知して最初に修正した速度計画に沿って自車が制御されることになる。
　ただし、対向車の運動が最初の予測からずれていくことを考慮せず、対向車を検知して最初に修正した速度計画に従って加減速を制御することもでき、この場合、制御精度は低下するものの、予測を逐次修正するだけの演算性能を備えていなくても制御可能となる。
　また、走行予定軌道上の前後方向位置で区切られる１次元の領域として、自車の車速が下がっていく間に走行する領域を減速領域、車速が上がっていく間に走行する領域を加速領域、車速が一定に保たれている間に走行する領域を定速領域、と定義し、この内、すれ違い予測位置の許容範囲を、減速領域としても良い。この場合、加速領域か定速領域で前記移動体とのすれ違いが予測される場合には、車両運動の円滑さを損なわない範囲で速度計画が修正され、減速領域ですれ違いを図るようになる。
　図９のフローチャート内の速度計画を修正する処理（１０６）において、修正する程度を設定する方法について、より詳細に説明する。特に、走行予定軌道に基づいて減速してから加速する一連の基本速度計画を修正するにあたって、所定時刻に自車が達するべき目標位置を定める方法について述べる。
　図１０は、基本速度計画に沿って走行した際の所定時刻での目標位置と目標位置における加減速状態の関係を分類し、所定時刻に目標位置に達するように速度計画を調整する方法を示した表である。
　基本速度計画だと目標位置の通過後に所定時刻となる場合は、減速のタイミングを早めるか、減速の程度を強めることによって、所定時刻に目標位置に達するように調整できる（図１０のＡもしくはＢ）。加えて、目標位置の通過が加速中あるいは加速後となる場合は、加速のタイミングを遅らせるか、加速の程度を弱めることによっても、所定時刻に目標位置に達するように調整できる（図１０のＢ）。
　逆に、基本速度計画だと所定時刻に目標位置まで達しない場合は、減速のタイミングを遅らせるか、減速の程度を弱めることによって、所定時刻に目標位置に達するように調整できる（図１０のＣもしくはＤ）。加えて、目標位置の通過が加速中あるいは加速後となる場合は、加速のタイミングを早めるか、加速の程度を強めることによっても、所定時刻に目標位置に達するように調整できる（図１０のＤ）。
　基本速度計画は、周囲に移動体が存在しなければ乗員にとって快適な車両運動となるように設定しているので、それを変更するということは、多少なりとも快適性を損なう可能性がある。状況によっては、所定時刻の位置を目標に近づけることによる効果よりも、当初の速度計画からずれることによる悪影響の方が勝り、速度計画の修正量を抑えるか、むしろ修正しない方が良い場合もある。極端な例として、減速を大幅に早めるか強めるかしてカーブを通過する途中で一旦停車すれば、車両運動に円滑さを欠き、快適でないことは明らかである。
　したがって、周囲の移動体との関係を考慮した速度計画の修正という面と、円滑な車両運動という面と、双方の兼ね合いを図る必要がある。そのため、車両運動の円滑さを損なうほど速度計画を大幅に修正しなければ所定時刻に目標位置に達するように調整することが難しい場合、目標を満たさないまでも、目標に近づける方向に修正することが望ましい。
　そこで、車両運動としての乗り心地と、移動体との接近に関する安心感という異種の要素を共通の基準で評価するために、各々を表現する変数を重み付けして加算した目的関数を設定し、目的関数の評価値が小さいほど評価が高いものとする。前者の乗り心地については、基本速度計画が乗り心地の良い車両運動であるので、その基本速度計画からのずれ量で表現する。後者の安心感については、自車と移動体との接近状態や接近状態の変化、及び自車の運動状態に対応する物理量である、相対距離や相対速度や相対加速度、及び絶対速度や絶対加速度等で表現する。
　以降、移動体との接近に起因する安心感の低下を評価する指標となる距離や速度や加速度等をまとめて接近許容度指標と呼ぶ。この指標は、距離が短いほど、速度が高いほど、加速度が高いほど、大きな値をとるものとし、その値が大きいほど許容されにくくなることを意味する。
　図１１は、このような乗り心地と安心感を考慮した速度計画を実現するための手順を示したフローチャートである。
　処理が開始（２０１）されると、まず、図１０の表の２列目と３列目の条件に基づいて、４列目（最右列）に示した調整方法である、減速を早める、減速を強める、加速を遅らせる、加速を弱める、の4通りの方法のうち少なくとも1つ以上を含み、目標を実現できるか目標に近づく方向となるような速度計画の定性的な修正方法を1通り以上選択する（２０２）。
　選択した修正方法について、加減速のタイミングや程度を制約条件の範囲内で分布させた速度推移パターンを網羅的に仮設定する（２０３）。ここで制約条件とは、走行軌道の形状から導かれる減速すべき箇所では加速しないこと、加速すべき箇所では減速しないこと、加減速度の最大値、を意味する。
　仮設定した各速度推移パターンについて、基本速度計画からのずれ量と接近許容度指標を変数に含む目的関数の評価値を算出する。同様に、基本速度計画についても目的関数の評価値を算出する（２０４）。
　その中から、最も評価値の小さい最良のパターンを選出して速度計画とし（２０５）、処理を終了する（２０６）。つまり、もし基本速度計画が最も良い評価であれば、結果として加減速制御の修正はなされない。また、所定時刻に目標位置には達する速度計画は実現できず、制約条件の範囲内で最も評価値の小さい速度計画が選択される場合もある。
　これにより、周囲の車両との関係に起因する不安の軽減と、車両運動として良好な乗り心地との妥協点が求まり、総合的な快適性は少なくとも基本速度計画以上の水準となる。
　ここまで、対向車とすれ違う位置の変更を図る方法を述べたが、他に、相対速度を抑えることによって乗員の不安を軽減するために、元のすれ違い予測速度とは異なる速度ですれ違うようにする方法もある。この場合、すれ違い時刻と、その時刻に自車の速度をどの程度とするかを計画する。また、すれ違う瞬間の速度は同じであっても、対向車との接近速度が一定である、より接近速度を増しながらすれ違う方が乗員に不安を与えやすいので、接近する相対加速度が許容水準に収まるように定める方法もある。
　あるいは、すれ違い時の自車の前後加速度を負にすることのみを目標とする方法もある。これは、少なくとも自車が減速しながら対向車に接近すれば、乗員の不安が緩和されると考えられるからである。
　他に、相対的あるいは絶対的な、位置、速度、加速度のうちの2つ以上を目標とすることもできる。一般には複数同時に目標を満たすことはできないが、これらを変数とする目的関数を設定した最適化問題として扱えば、総合的に目標に近づいた解を得ることができる。
　以上の要点は、相対的あるいは絶対的な、位置、速度、加速度のうち、いずれか１つ以上を所定時刻における目標値として定め、それらの物理量が当該時刻に目標値に向かうように、速度計画を修正する、ということである。目標として設定する対象が、位置、速度、加速度のいずれであっても、カーブ区間の入口から出口までの走行において、減速してから加速するという一連の速度推移を定性的には維持しながら、加減速のタイミングと程度を変化させるという点は共通する。そのため、いずれの場合でも、図１１のフローチャートと同様の手順によって速度計画を修正することができる。
　（実施例２）
  後続車との関係を考慮して加減速を制御する場合について説明する。
　まず、基本速度計画を走行軌道のカーブ形状に応じた加減速の推移として定める点は実施例１と同様である。これについては説明を省略する。
　乗員が後続車に対して感じる代表的な不安要素は、後方から自車に接近されることにより、車間距離が不十分になることである。接近が予測される後続車の運動に対して、前述の接近許容度指標の余裕を増やすには、自車の全体的な速度水準を上げなければならない。しかし、元々快適性を考慮して算出した基本速度計画に対して速度水準を上げると、例え車両運動性能の面で支障はなくても法定速度の超過や乗員に不安を与えるおそれがあるため、速度水準を上げられる状況は限られる。
　そこで、速度水準を上げられない場合は、自車の運動を車速を下げる方向に変化させることによって、後続車の運動を変化させることを図る。具体的には、カーブに入る際に減速開始のタイミングを早めることによって、後続車に減速の意思を示し、後続車にも減速を促す。結果として、カーブ区間で車間距離が短くなり過ぎることを防止する。
　図１２は、後続車との関係に対する処理の流れを示すフローチャートである。
　処理が開始（３０１）されると、まず、後続車が検知されるか否か判断する（３０２）。
　後続車が検知されない場合、当初の速度計画に従って自車の加減速を制御する（３０３）。
　後続車が検知された場合、後続車の前後方向の運動を予測する（３０４）。
　後続車と許容範囲以上の車間距離が十分保たれるか否か判断する（３０５）。
　車間距離が十分保たれることが予測される場合、当初の速度計画に従って自車の加減速を制御（３０３）し、処理を終了する（３１０）。
　車間距離が許容範囲より短くなることが予測される場合、後続車の運動の予測に応じて車間距離を保てるように自車の速度水準を上げる、つまり、減速の程度を弱めるかタイミングを遅らせる、あるいは加速の程度を強めるか早めることが、許容できるか否か判断する（３０６）。
　許容できる場合、速度計画を、速度水準を上げるように修正する（３０７）。
　許容できない場合、後続車の運動の予測に対して、逆に車間距離が縮まるように減速のタイミングを早めるように速度計画を修正する（３０８）。このとき、同時に減速の程度も弱めて、カーブ通過速度は当初計画と同等とする。これにより、自車が減速しすぎることなく、後続車のドライバか制御システムが先行車、つまり自車、の減速を早く認識して車間距離が必要以上に縮まらないようになることが期待できる。
　修正した速度計画に従って自車の加減速を制御（３０９）し、処理を終了する（３１０）。
　次の制御周期で処理が開始（３０１）されると、再び後続車の検知（３０２）以降の処理を繰り返すことで、状況が変化した場合にも逐次対応した速度計画の修正を行う。
　後続車との関係では、カーブ区間で自車と接近した状態となってからでは自車の乗員が既に不安を覚える状況となる可能性がある。そのため、後続車が当該カーブ区間で自車に接近する前に、車車間通信や路車間通信によって後続車の加減速の特徴を取得することが望ましい。後続車の減速の程度が弱い、あるいは減速のタイミングが遅い、という特徴が予め取得でき、自車に接近した場合に車間距離が必要以上に縮まることが予測されれば、自車の減速のタイミングを早めることで、カーブ区間内での後続車の過度な接近をより効果的に防止することができる。
　（実施例３）
  並走車との関係を考慮して加減速を制御する場合について説明する。なお、並走車とは、自車が走行する車線の隣接車線を自車と同方向に走行する車両のことを指すものとする。
　基本速度計画を走行軌道のカーブ形状に応じた加減速の推移として定める点は実施例１及び実施例２と同様である。これについては説明を省略する。
　図１３は、片側２車線のカーブ路を走行中に、自車の運動のみを考慮した速度計画によって並走車との距離が徐々に近づいていき、真横に並んだ最接近状態になる様子を示したものである。進路を変更しない限り、走行軌道が隣接車線の並走車と重なることはないため、自車の運動のみを考慮した速度計画でも走行に支障はない。しかし、このように互いに真横、あるいはそれに近い位置関係で並走する状態が続く可能性がある。
　図１４は、片側２車線のカーブ路において真横を並走する状態が続かないように斜め方向の位置関係を維持した様子を示したものである。並走車と自車との関係では、このような斜め方向の位置関係を維持すると、車両間の距離と自車側方の空間が確保されるので、乗員は安心感を得られる。
　この際、乗員に並走車が意識される接近状態であっても、比較的距離が離れていれば、ある程度の時間その状態が継続してもさほど不安にはならない。しかし、比較的距離が近ければ、相対的に短時間の接近状態の継続でも、時間の経過と共に不安が増していく。接近の程度に応じて時間が経過すると共に不安が増すという要素を評価するため、接近許容度指標に、時間の経過で累積する要素を組み込む。この接近許容度指標と基本速度計画からの変更量とを重み付けした合算により、目的関数を設定する。
　図１５に、この接近許容度指標の概念図を示す。自車と並走車との距離の逆数を接近度と定義し、現時点t=t0から所定時間t=t3経過するまでに予測される接近度の推移を時間積分した値を接近許容度指標として用いる。図１５(a)が図１３の場合に対応し、図１５(b)が図１４の場合に対応する。
　図１５(a)において、接近度が最大となるのはt=t3近辺であるが、最大値だけでなく接近度がt=t0から増加していく経緯も含めて接近許容度指標に織り込まれている。
　図１５(b)では、並走車の側方に並びかけないために接近度が小さい状態が続き、t=t0からt=t3まで接近度を積分した接近許容度指標も図１５(a)の場合より小さい。
　図１５(c)は、接近度の最大値は図１５(a)と同等であるが、接近度の大きい状態が短時間の場合である。図１６は、並走車との速度差が大きく、基本速度計画のままであるとt=t1において追い抜きが発生する様子を示し、この状況が図１５(c)に対応する。
　接近度の最大値が同等でも、予測される接近状態が短時間である図１５(c)の方が図１５(a)よりも接近許容度指標は小さくなる。そのため、目的関数の評価値を増加させにくいので、基本速度計画からの変更量を抑えることが最も評価値を小さくすることになり、基本速度計画に沿った速度計画が選択されやすい傾向となる。
　逆に、接近状態が長時間継続するほど目的関数の評価値を増加させやすいため、図１５(a)の場合のように基本速度計画では並走状態が続くことが予測されると、基本速度計画からの変更による評価値の増加分よりも、図１５(b)のように接近許容度指標を小さく抑えることによる評価値の減少分の方が上回り、後者の速度計画への修正を促す作用をもたらす。
　なお、所定時間分の積分値が常時更新されるので、接近状態が継続しても値が際限なく増加することはなく、現時点での他車の運動予測と速度計画における所定時間までの将来の接近状態を評価することができる。
　また、所定時間とは必ずしも一定の時間である必要はない。例えば、接近許容度指標を算出する時点での速度計画に沿って所定の距離あるいは所定の地点まで走行するのに要する時間として、所定時間を定めても良い。
　（実施例４）
  自車の加減速制御に加え、周囲の車両の加減速も同時に制御する場合について説明する。前提として、自車と周囲の車両のいずれも加減速を制御可能な、図１に代表される構成とし、基本速度計画は、個々の車両で各車両自身の運動のみを考慮して、実施例１～実施例３と同様に設定する。
　自車と、接近する周囲の車両の双方が速度計画を持っているので、自車と接近する車両との車車間通信や路車間通信等により、現在以降の速度計画の情報を交換する。相手の運動を予測する必要はない。互いに相手の速度計画を参照し、個々の車両において速度計画を修正するが、その結果、相手の速度計画修正が自車の速度計画修正の目的と相反する場合は、所望の接近状態を作り出せない。相手の速度計画が自車の速度計画の目的と相反する場合とは、例えばカーブ区間でのすれ違いにおいては、どちらの車両も自車から見てカーブ曲率が急になる手前ですれ違いを図るような場合である。これは両立不可能なので、カーブ区間のどちら側ですれ違うか選択する必要がある。その場合は、どちらの速度計画を優先するか、両者の評価を比較してより良い方を選択する。
　図１７は、このような判断を含む制御の流れを表すフローチャートである。
  処理が開始（４０１）され、接近する周囲の車両が検知（４０２）された場合、当該車両が自車との関係において速度計画の修正を受け入れるか否か判断する（４０３）。
　接近する周囲の車両が検知されない場合は、当初の速度計画に従って自車の加減速を制御する（４０４）。
　接近する車両が速度計画の修正を受け入れない場合、自車の制御のみで対処する方法に移行する。相手の運動を予測して自車の速度計画を修正（４０５）し、その速度計画に従って加減速を制御する（４１４）。これは実施例１～実施例３と同様の方法である。
　当該車両が速度計画の修正を受け入れる場合、現在以降の速度計画の情報を自車と交換する（４０６）。
　互いに、相手の速度計画に基づいて自車の速度計画を修正（４０７）し、修正後の速度計画の情報を再度交換する（４０８）。
　相手の修正後の速度計画が自車の修正後の速度計画の目的と合致するか否か判断する（４０９）。
　合致する場合、その速度計画に従って自車の加減速を制御する（４１０）。
　合致しない場合、相手の速度計画を優先して自車の速度計画を再修正する場合と、自車の速度計画を優先して相手が速度計画を再修正する場合とで、どちらの修正量が少なく、乗り心地に悪影響を及ぼさないかを判断し、選択する（４１１）。
　選択された速度計画に従って、自車の速度計画を優先して加減速を制御する（４１２）か、相手の速度計画を優先して加減速を制御する（４１３）。
　４０４，４１０～４１４のいずれかの方法で加減速の制御がなされ、処理を終了する（４１５）。
　何らかの原因で実際の運動が速度計画からずれが生じる場合に対応するため、次の制御周期で処理が開始（４０１）されると、接近する車両の検知（４０２）以降を再び実施し、状況が前制御周期から変化した場合には速度計画が再修正される。
　図１８は、自車と相手車との相対距離を確保したい状況における速度計画の修正例を示したものである。
　状況設定として、図１８(a)は、自車も相手車も速度計画を修正せず、基本速度計画に沿って減速した場合を示しており、この場合は相対距離が不十分となる。
　図１８(b)は、相手車が基本速度計画を維持する場合に、必要十分な相対距離となるように自車の減速を強めた状況を示す。
　図１８(c)は、自車が基本速度計画を維持する場合に、必要十分な相対距離となるように相手車が減速を弱めた状況を示す。
　図１８(d)は、自車が図１８(b)と同程度に減速を強め、相手車が図１８(c)と同程度に減速を弱めた場合に、結果として相対距離が過大となる状況を示す。このように、自車は減速を強めて、相手は減速を弱めることで距離を開けようとする場合、互いに相手が元の速度計画に従って運動することを前提とした速度計画の修正では、距離の開き方と速度計画の修正量が必要以上に大きくなる。
　これに対し、図１８(e)は、双方の速度計画の修正量を、相手側の速度計画の修正を見越して算出した場合である。どちらか一方だけでなく双方の速度計画を修正することにより、必要十分な相対距離を確保しながら、車両毎の速度計画の修正量を最小限に抑え、基本速度計画で考慮した乗り心地の維持を最大限図ることができる。
　接近する関係にある移動体の双方による速度計画修正量の分担は、相対距離を確保したい場合に限らず、接近速度や接近加速度を抑えたい場合、また、対向車、並走車、後続車、いずれとの関係にも適用できる。
　（実施例５）
  移動体の種別によって、制御を変更する場合について説明する。これは、実施例１～実施例４のいずれとも組み合わせられる。
　2輪車や自転車や歩行者は、移動速度水準、転倒の可能性、方向転換の仕方等に関して、4輪車とは運動の特性が異なる。また、4輪以上の車輪を備える車両でも大型であるほど道路を占有する面積が大きく、同じ運動状態であっても周囲の車両との間隔が小さくなり、さらに、車高の高い車両に対しては心理的な圧迫感を覚える。そのため、移動体の運動特性や大きさと無関係に算出した相対的な距離や速度や加速度等の接近許容度指標が同等であっても、乗員の安心感の程度は移動体の種別によって異なる。
　この点を考慮し、移動体検知部において移動体の存在とその種別及び大きさを検知し、移動体運動予測部において移動体の種別に応じた運動予測を行う。移動体の大きさを表す値は、絶対的な寸法ではなく、走行中の道路の車線幅を基準とした相対値でも良い。その上で、検知された移動体が普通4輪車以外の場合は、普通4輪車の場合に対して車体の大きさや移動体の種別に応じて接近許容度指標を補正し、速度計画に反映させる。
　図１９は、移動体の種別に応じて制御を変更する処理の流れを示したフローチャートである。
　処理が開始（５０１）されると、車両運動制御装置１５の移動体検知部で、周囲の移動体の存在を検知すると共に、その種別を検知する（５０２）。
　移動体が4輪以上の車輪を備える車両である場合、その車体の大きさの情報を取得（５０３）し、運動予測を行う（５０４）。
　普通4輪車の車体の大きさを基準として、接近許容度指標を補正する（５０５）。
　移動体が2輪車である場合、2輪車の運動特性を考慮した運動予測を行う（５０６）。
　移動体が歩行者である場合、歩行者の運動特性を考慮した運動予測を行う（５０７）。
　移動体が自転車である場合、自転車の運動特性を考慮した運動予測を行う（５０８）。
自転車は、歩行者と2輪車の両方の運動特性を有する。
　移動体が2輪車、歩行者、自転車の場合、各移動体の特徴に対応して接近許容度指標を補正する（５０９）。
　補正後の接近許容度指標を、目的関数を構成する変数とすると共に、移動体の運動予測結果に基づいて速度計画を修正する目標値を設定し、速度計画に反映（５１０）させて、処理を終了する（５１１）。
　（実施例６）
  複数台の車両が関係する広範囲で加減速制御の最適化を図る場合について説明する。これは、大半の車両が実施例１～実施例５のいずれかの車両運動制御装置を備えるＡＤＡＳあるいは自動運転システムを搭載し、それによって加減速制御がなされることを前提に、実施例４で述べた複数台の速度計画の修正方法を拡張して、広範囲な交通環境に対して適用するものである。
　図２０は、２つのカーブが連続する道路において自車が２台の対向車、対向車Ａ及び対向車Ｂ、と立て続けにすれ違う状況を示したものである。自車がカーブ形状に基づく基本速度計画に従って進行した場合には、時刻t=t1において１つ目のカーブ中盤で対向車Ａとすれ違い、時刻t=t3において２つ目のカーブ終盤で対向車Ｂとすれ違う。
　これに対し図２１は、カーブ中盤でのすれ違いを避けるため、1台目の対向車Ａとの関係に限って最適となるように自車の速度計画を修正した場合を示したものである。減速を強めることによって時刻t=t1+α1において１つ目のカーブ序盤で対向車Ａとすれ違うようにし、その結果として、時刻t=t3+α3において２つ目のカーブ中盤で対向車Ｂとすれ違う状況となっている。
　さらに図２２は、対向車Ｂが接近してきた際に、カーブ中盤でのすれ違いを避けるため、２つ目のカーブに対する減速を強めることによって時刻t=t4において２つ目のカーブ序盤で対向車Ｂとすれ違うようにしたものである。しかし、このように２台目の対向車が接近し、速度計画が不適と判断された時点であらためて自車の速度計画を修正するという2段階の手順を踏んだ結果は、必ずしも総合的に最適とは限らない。
　この例では、１台目の対向車Ａとのすれ違いだけを考慮して減速方向に修正したことによって、２台目の対向車Ｂとのすれ違い時にも減速方向に修正する状況となっている。しかし、もし１台目とのすれ違い時の減速の修正量を最小限に抑えれば、２台目とのすれ違い時にはカーブ中盤ですれ違うことはなくなり、２つ目のカーブに対する速度計画の修正を必要としない、ということがあり得る。１台目とのすれ違い時の速度計画の修正量を抑えることによる乗員の安心感の低下と、２台目とのすれ違い時の速度計画の修正による快適性の低下とで、前者の影響の方が小さければ、１台目とのすれ違い時の速度計画の修正量を抑えて２台目とのすれ違い時の速度計画は修正しない方が、総合的には安心感と快適性を両立できることになる。
　図２０～図２２では自車の速度計画について説明したが、自車にとっての対向車は、次に自車の後続車とすれ違うので自車と同じ立場であり、総合的な加減速制御の最適化を図る必要性は同様である。
　間もなく接近する車両だけでなく、さらに先で接近が予測される複数台との関係まで考慮するには、カメラ２８やレーザースキャナ３０によって自車が直接他車を検知できる範囲では不十分であるので、無線通信装置２９を介して車車間通信や路車間通信の情報を利用する。
　一方、特に市街地等の複雑な交通環境では不確定要素が多く、数台先までの接近予測が意味を成さない場合もある。これに対しては、目的関数を構成する変数の重み付けを予測の信頼性にも依存させることによって、予測の信頼性が高い直近に迫る状況への対応を、予測の信頼性が低い先々の状況への対応よりも重視して速度計画を修正するようにする。
例え予測はできてもその信頼性が全く得られない程遠い将来の状況を表す変数は重みをゼロとし、速度計画の修正には反映させない。
　これらの方法により、必要十分な広範囲の先の状況に対して速度計画を修正する。
　以上の方法は、本発明の車両運動制御装置による加減速制御がなされない車両が交通環境に混在している場合でも、実施例１～実施例５と同様に、移動体の運動を予測することによって成立する。関係する全車両が制御下にある場合よりは安心感と快適性の両立を図る精度は低下するが、局所的な２台の関係のみに対して速度計画を都度修正する場合よりも効果が見込める。
　また、各車両個々の判断ではなく、各車両の運動状態の情報を交通管制システムに集約し、システムの管理下にある全車両の速度計画を一括して算出しても良い。
　図２３は、交通管制システムと車両との間の情報のやり取りを示したものである。この方法では、各車両は路車間通信によって交通管制システムに自車の位置と車速や進行方向等の運動状態の情報を逐次送信する。交通管制システムはその情報に基づいて、目的関数の変数の設定と一般的な最適化アルゴリズムを用いて最適化あるいは近似的に最適化するように管理下にある全車の速度計画を逐次算出、更新し、各車両はその速度計画を受信して加減速を制御する。システムの規模が大きいほど情報量も計算量も増加するが、大局的に扱うことにより、エネルギー消費や目的地までの所要時間等を目的関数の変数に含めた最適化と組み合わせて、乗員の安心、快適のみならず、社会的な利益を向上させることができる。
　以上より、本発明の車両運動制御装置は下記構成により、走行軌道に対する加減速の関係をなるべく保ちながら、周囲の状況に適合するように加減速のタイミングや程度を変更することにより、望ましい車両運動からもたらされる乗り心地と周囲の状況に起因する不安の抑制を両立させ、乗員の快適性が向上する。
　すなわち、車両が走行を予定する走行予定軌道を検知する走行予定軌道検知部と、前記走行予定軌道検知部が検知する軌道の周囲を運動する前記車両以外の移動体の存在を検知する移動体検知部と、前記移動体の運動を予測する移動体運動予測部と、を備え、前記走行予定軌道と前記移動体運動予測部の運動予測とに基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御する。
　また、前記移動体が検知されない場合は、前記走行予定軌道に基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御し、前記移動体が検知される場合は、前記走行予定軌道と前記移動体運動予測部の運動予測とに基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御する。
　また、前記車両の速度計画を、前記車両の加速、減速又はその両方の制御中に逐次更新する。
　また、前記車両の加速、減速又はその両方の制御目標として、前記移動体を検知して修正した速度計画を用いる。
　また、前記車両は、前記走行予定軌道に基づく速度計画に対して、　前記移動体運動予測部の運動予測に基づいて算出される所定の時刻における、絶対的又は前記移動体に対する相対的な、目標位置、目標速度又は目標加速度に応じて、加速、減速又はその両方のタイミングと程度を変化させる。
　また、前記走行予定軌道上の前後方向位置で区切られる１次元の領域として、前記車両の車速が下がっていく間に走行する領域を減速領域、前記車速が上がっていく間に走行する領域を加速領域、前記車速が一定に保たれている間に走行する領域を定速領域、とし、前記加速領域か前記定速領域で前記移動体とのすれ違いが予測される場合には、前記減速領域ですれ違うように速度計画を修正して加速、減速又はその両方を制御する。
　また、前記車両の絶対速度、前記車両の絶対加速度、前記移動体との相対位置、前記移動体との相対速度、及び前記移動体との相対加速度、のいずれかを含み、距離が短いほど、速度が高いほど、又は加速度が高いほど、大きな値となる接近許容度指標を、小さくする方向に加速、減速又はその両方を制御する。
　また、前記接近許容度指標は、前記車両の絶対速度、前記車両の絶対加速度、前記移動体との相対距離、前記移動体との相対速度、及び前記移動体との相対加速度、のいずれかの時間積分値を含む。
　また、前記接近許容度指標を変数に含み、さらに前記移動体が検知されない場合との速度計画の差異の程度を変数に含む目的関数の評価値を、前記走行予定軌道に基づく速度計画に従う場合の該目的関数の評価値に対して、小さくするように加速、減速又はその両方を制御する。
　また、前記移動体の種別あるいは大きさに応じて、加速もしくは減速もしくはその両方の制御を変化させる。
　また、前記走行予定軌道に基づく速度計画は、前記車両の横運動に応じてなされる。
　また、前記走行予定軌道に基づく速度計画は、横加速度の大きさが増える際には減速し、横加速度の大きさが減る際には加速するように前後運動を制御する。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
  例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　例えば、カーブ路における加減速について説明したが、車線幅が部分的に狭くなっているために減速して通過する場合にも応用できる。その他、走行軌道に応じた加減速の制御を要する場面で、周囲に移動体が存在する場合に広く適用できる。
１　　車両、１１　左前輪、１２　右前輪、１３　左後輪、１４　右後輪、１５　車両運動制御装置、１６　慣性センサ、１７　ＧＮＳＳセンサ、１８　操舵装置、１９　駆動装置、２０　制動制御装置、２１　左前輪制動装置、２２　右前輪制動装置、２３　左後輪制動装置、２４　右後輪制動装置、２５　減速機、２６　ドライブシャフト、２８　カメラ、２９　無線通信装置、３０　レーザースキャナ、３１　左前輪車輪速センサ、３２　右前輪車輪速センサ、３３　左後輪車輪速センサ、３４　右後輪車輪速センサ

Claims (12)

  1. 　車両が走行を予定する走行予定軌道を検知する走行予定軌道検知部と、
    　前記走行予定軌道検知部が検知する軌道の周囲を運動する前記車両以外の移動体の存在を検知する移動体検知部と、
    　前記移動体の運動を予測する移動体運動予測部と、を備え、
    　前記走行予定軌道と前記移動体運動予測部の運動予測とに基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御することを特徴とする、車両運動制御装置。
  2. 　前記移動体が検知されない場合は、前記走行予定軌道に基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御し、
    　前記移動体が検知される場合は、前記走行予定軌道と前記移動体運動予測部の運動予測とに基づいて前記車両の加速、減速又はその両方を制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両運動制御装置。
  3. 　前記車両の速度計画を、前記車両の加速、減速又はその両方の制御中に逐次更新することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両運動制御装置。
  4. 　前記車両の加速、減速又はその両方の制御目標として、前記移動体を検知して修正した速度計画を用いることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両運動制御装置。
  5. 　前記車両は、前記走行予定軌道に基づく速度計画に対して、
    　前記移動体運動予測部の運動予測に基づいて算出される所定の時刻における、絶対的又は前記移動体に対する相対的な、目標位置、目標速度又は目標加速度に応じて、加速、減速又はその両方のタイミングと程度を変化させるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両運動制御装置。
  6. 　前記走行予定軌道上の前後方向位置で区切られる１次元の領域として、前記車両の車速が下がっていく間に走行する領域を減速領域、
    　前記車速が上がっていく間に走行する領域を加速領域、
    　前記車速が一定に保たれている間に走行する領域を定速領域、とし、
    　前記加速領域か前記定速領域で前記移動体とのすれ違いが予測される場合には、前記減速領域ですれ違うように速度計画を修正して加速、減速又はその両方を制御することを特徴とする、請求項５に記載の車両運動制御装置。
  7. 　前記車両の絶対速度、前記車両の絶対加速度、前記移動体との相対位置、前記移動体との相対速度、及び前記移動体との相対加速度、のいずれかを含み、距離が短いほど、速度が高いほど、又は加速度が高いほど、大きな値となる接近許容度指標を、小さくする方向に加速、減速又はその両方を制御することを特徴とする、請求項１に記載の車両運動制御装置。
  8. 　前記接近許容度指標は、前記車両の絶対速度、前記車両の絶対加速度、前記移動体との相対距離、前記移動体との相対速度、及び前記移動体との相対加速度、のいずれかの時間積分値を含むことを特徴とする、請求項７に記載の車両運動制御装置。
  9. 　前記接近許容度指標を変数に含み、さらに前記移動体が検知されない場合との速度計画の差異の程度を変数に含む目的関数の評価値を、前記走行予定軌道に基づく速度計画に従う場合の該目的関数の評価値に対して、小さくするように加速、減速又はその両方を制御することを特徴とする、請求項７に記載の車両運動制御装置。
  10. 　前記移動体の種別あるいは大きさに応じて、加速もしくは減速もしくはその両方の制御を変化させることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両運動制御装置。
  11. 　前記走行予定軌道に基づく速度計画は、前記車両の横運動に応じてなされることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両運動制御装置。
  12. 　前記走行予定軌道に基づく速度計画は、横加速度の大きさが増える際には減速し、横加速度の大きさが減る際には加速するように前後運動を制御することを特徴とする、請求項１１に記載の車両運動制御装置。
PCT/JP2018/019580 2017-06-07 2018-05-22 車両運動制御装置 WO2018225493A1 (ja)

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