JP2023047006A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 緊急回避制御の発動時に先行車両や後方車両の位置を考慮して回避効果を向上する。
【解決手段】 自車線に先行車両が存在しない場合は設定車速を維持し、先行車両が存在する場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、自車線前方の先行車両または障害物との衝突が予想される場合に、緊急ブレーキの作動を含む緊急回避制御を実行するＥＭ機能とを有する車両の走行制御装置において、前記ＥＭ機能の作動時に自車線内の先行車両または障害物の横方向位置に基づいて回避操舵の方向を決定し、前記緊急ブレーキとともに回避操舵を実行する。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関し、さらに詳しくは、自動車線維持システムの作動中における緊急回避機能に関する。

運転者の負担軽減、安全運転支援を目的とした種々の走行制御システムの実用化や国際標準化が進められている。例えば、既に実用化されている車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）や車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）、それらを組み合わせた「車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）」などの走行制御システムの実用化が進められている。このうち、６０ｋｍ／ｈ以下の速度域かつ対向車線との間に物理的な分離帯のある自動車専用道路等の特定条件下での単一車線内自動走行に関する「自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）」のレギュレーションが策定されている。

このような自動車線維持システムでは、システムに重大な障害が発生した場合や運転者が操作引継要求に対応できなかった場合には、リスク最小化制御（ミニマルリスクマニューバ、ＭＲＭ：Minimal Risk Maneuver）に移行する。一方、他車両との衝突が予測される場合は、緊急回避制御（ＥＭ：Emergency Maneuver）が発動し、最大減速度での減速による衝突回避や車線内停止に移行する。

例えば、特許文献１には、車両の走行中に車両制御システムまたは運転者による走行の継続が困難である所定条件が満たされた場合に、車両を所定の停車領域内に停止させる自動停車モードを実行する際に、並走する他車両との側方距離を広げるようにすることが開示されている。

特開２０２０－１５８０９０号公報

しかしながら、車両を停止させる際に、先行車両や後方車両の動向を考慮していないため、減速停止した車両を後方車両が回避できず、接触や衝突を招く虞がある。

本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、緊急回避制御の発動時に先行車両や後方車両の位置を考慮して回避効果を向上することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、
自車線と隣接車線および前記各車線上の他車および周囲環境を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
前記目標経路に自車を追従させるべく速度制御および操舵制御を行う車両制御部と、
を備えた車両の走行制御装置であって、
自車線に先行車両が存在しない場合は設定車速を維持し、先行車両が存在する場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、
自車線前方の先行車両または障害物との衝突が予想される場合に、緊急ブレーキの作動を含む緊急回避制御を実行するＥＭ機能と、
を有するものにおいて、
前記ＥＭ機能の作動時に、自車線内の先行車両または障害物の横方向位置に基づいて回避操舵の方向を決定し、緊急ブレーキとともに回避操舵を実行することを特徴とする。

本発明に係る車両の走行制御装置は、上記のように、ＥＭ機能の作動時に、その作動要因となった先行車両または障害物の横方向位置に基づいて回避操舵の方向を決定し、緊急ブレーキとともに回避操舵を実行するので、緊急停止のための制動距離が不足する場合であっても、回避操舵によって先行車両との衝突回避の可能性を向上できる利点がある。

車両の走行制御システムを示す概略図である。 車両の外界センサ群を示す概略的な平面図である。 車両の走行制御システムを示すブロック図である。 走行制御システムにおける制御の状態遷移図である。 本発明実施形態の制御を示すフローチャートである。 ＥＭ作動時における自車両と先行車両との相対的位置関係の例を示す概略平面図である。 ＥＭ作動時における自車両と後方車両との相対的位置関係の例を示す概略平面図である。 ＥＭ作動時における回避操舵方向判定を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１において、本発明に係る走行制御システムを備えた車両１は、エンジンや車体など一般的な自動車の構成要素に加え、従来運転者が行っていた認知・判断・操作を車両側で行うために、車両周囲環境を検知する外界センサ２１、車両情報を検知する内界センサ２２、速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群、車間距離制御のためのＡＣＣコントローラ１４、車線維持制御のためのＬＫＡコントローラ１５、および、それらを統括して車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ）や単一車線内自動走行（ＡＬＫＳ）、および、自動車線変更（ＰＡＬＳ）を実施するための自動運転コントローラ１０を備えている。

速度制御および操舵制御のためのコントローラ／アクチュエータ群は、操舵制御のためのＥＰＳ（電動パワーステアリング）コントローラ３１、加減速度制御のためのエンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３を含む。ＥＳＰ（登録商標；エレクトロニックスタビリティプログラム）はＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を包括してスタビリティコントロールシステム（車両挙動安定化制御システム）を構成する。

外界センサ２１は、自車線および隣接車線を画定する道路上の区分線、自車周辺にある他車両や障害物、人物などの存在と相対距離を画像データや点群データなどの外界データとして自動運転コントローラ１０に入力するための複数の検知手段からなる。

例えば、図２に示すように、車両１は、前方検知手段２１１，２１２としてミリ波レーダ（２１１）およびカメラ（２１２）、前側方検知手段２１３および後側方検知手段２１４としてＬＩＤＡＲ（レーザ画像検出／測距）、後方検知手段２１５としてカメラ（バックカメラ）を備え、自車両周囲３６０度をカバーし、それぞれ自車前後左右方向所定範囲内の車両や障害物等の位置と距離、自車線および隣接車線の区分線位置を検知できるようにしている。なお、後方検知手段としてミリ波レーダ（またはＬＩＤＡＲ）を追加することもできる。

内界センサ２２は、車速センサ、ヨーレートセンサ、加速度センサなど、車両の運動状態を表す物理量を計測する複数の検知手段からなり、図３に示すように、それぞれの測定値は、自動運転コントローラ１０、ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、および、ＥＰＳコントローラ３１に入力され、外界センサ２１からの入力とともに演算処理される。

自動運転コントローラ１０は、環境状態推定部１１、経路生成部１２、および、車両制御部１３を含み、以下に記載されるような機能を実施するためのコンピュータ、すなわち、プログラム及びデータを記憶したＲＯＭ、演算処理を行うＣＰＵ、前記プログラム及びデータを読出し、動的データや演算処理結果を記憶するＲＡＭ、および、入出力インターフェースなどで構成されている。

環境状態推定部１１は、ＧＰＳ等の測位手段２４による自車位置情報と地図情報２３とのマッチングにより自車の絶対位置を取得し、外界センサ２１に取得される画像データや点群データなどの外界データに基づいて自車線および隣接車線の区分線位置、他車位置および速度を推定する。また、内界センサ２２に計測される内界データより自車の運動状態を取得する。さらに、ドライバステータスモニタ２５により運転者の状態を取得する。

経路生成部１２は、環境状態推定部１１で推定された自車位置から到達目標までの目標経路を生成する。また、環境状態推定部１１で推定された隣接車線の区分線位置、他車位置および速度、自車の運動状態に基づいて、車線維持走行、車線変更、進路変更などの自動走行における自車位置から到達目標地点までの目標経路を生成する。

車両制御部１３は、経路生成部１２で生成された目標経路に基づいて目標車速および目標舵角を算出し、定速走行または車間距離維持・追従走行のための速度指令をＡＣＣコントローラ１４に送信し、経路追従のための操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に送信する。

なお、車速は、ＥＰＳコントローラ３１およびＡＣＣコントローラ１４にも入力される。車速により操舵反力が変わるため、ＥＰＳコントローラ３１は、車速毎の操舵角－操舵トルクマップを参照して操舵機構４１にトルク指令を送信する。エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３、ＥＰＳコントローラ３１により、エンジン４２、ブレーキ４３、操舵機構４１を制御することで、車両１の縦方向および横方向の運動が制御される。

（車線内部分的自動走行システムの概要）
次に、車線内部分的自動走行システム（Partially Automated in-lane Driving System：ＰＡＤＳ）の概要を説明する。

車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）は、車間距離制御システム（ＡＣＣＳ：Adaptive Cruise Control System）と車線維持支援システム（ＬＫＡＳ：Lane Keeping Assistance System）を組み合わせたシステムであり、自動運転コントローラ１０とともに車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）を構成するＡＣＣコントローラ１４および車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）を構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行可能となる。

車線内部分的自動走行システム作動と同時に、自動運転コントローラ１０（経路生成部１２）は、外界センサ２１を通じて環境状態推定部１１に取得される外界情報（車線、自車位置、自車走行車線および隣接車線を走行中の他車位置、速度）、および、内界センサ２２に取得される内界情報（車速、ヨーレート、加速度）に基づいて、単一車線内目標経路および目標車速を生成する。

自動運転コントローラ１０（車両制御部１３）は、自車位置と自車の運動特性、すなわち、車速Ｖで走行中に操舵機構４１に操舵トルクＴが与えられた時に生じる前輪舵角δによって、車両運動により生じるヨーレートγと横加速度（ｄ^２ｙ／ｄｔ^２）の関係から、Δｔ秒後の車両の速度・姿勢・横変位を推定し、Δｔ秒後に横変位がｙｔとなるような操舵角指令をＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に与え、Δｔ秒後に速度Ｖｔとなるような速度指令をＡＣＣコントローラ１４に与える。

ＡＣＣコントローラ１４、ＬＫＡコントローラ１５、ＥＰＳコントローラ３１、エンジンコントローラ３２、および、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、自動操舵とは無関係に独立して作動するが、車線内部分的自動走行機能（ＰＡＤＳ）、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）、および、部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）の作動中は、自動運転コントローラ１０からの指令入力でも作動可能になっている。

ＡＣＣコントローラ１４からの減速指令を受けたＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３は、アクチュエータに油圧指令を出し、ブレーキ４３の制動力を制御することで車速を制御する。また、ＡＣＣコントローラ１４からの加減速指令を受けたエンジンコントローラ３２は、アクチュエータ出力（スロットル開度）を制御することで、エンジン４２にトルク指令を与え、駆動力を制御することで車速を制御する。

ＡＣＣ機能（ＡＣＣＳ）は、外界センサ２１を構成する前方検知手段２１１としてのミリ波レーダ、ＡＣＣコントローラ１４、エンジンコントローラ３２、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３等のハードウエアとソフトウエアの組合せで機能する。

すなわち、先行車がいない場合は、ＡＣＣセット速度（設定速度）を目標車速として定速走行し、先行車に追いついた場合（先行車速度がＡＣＣセット速度以下の場合）には、先行車の速度に合わせて、設定されたタイムギャップ（車間時間＝車間距離／自車速）に応じた車間距離（設定車間距離）を維持しながら先行車に追従走行する。

ＬＫＡ機能（ＬＫＡＳ）は、外界センサ２１（カメラ２１２，２１５）に取得される画像データに基づき、自動運転コントローラ１０の環境状態推定部１１で車線区分線と自車位置を検知し、車線中央を走行できるように、ＬＫＡコントローラ１５を介してＥＰＳコントローラ３１により操舵制御を行う。

すなわち、ＬＫＡコントローラ１５からの操舵角指令を受けたＥＰＳコントローラ３１は、車速－操舵角－操舵トルクのマップを参照して、アクチュエータ（ＥＰＳモータ）にトルク指令を出し、操舵機構４１が目標とする前輪舵角を与える。

車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）は、以上述べたようなＡＣＣコントローラ１４による縦方向制御（速度制御、車間距離制御）とＬＫＡコントローラ１５による横方向制御（操舵制御、車線維持走行制御）を組み合わせることにより実施される。

（システムの状態監視）
車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）の作動中において、環境状態推定部１１は、外界センサ２１を通じて取得される外界情報、内界センサ２２に取得される車両情報、ドライバステータスモニタ２５に取得される運転者の状態などに基づいて、車両の走行状態や周囲環境条件、運転者状態がシステムの運行設計領域（Operational Design Domain：ＯＤＤ）内に維持されているかを常時監視している。

環境状態推定部１１がシステム作動条件の逸脱と判定した場合や、システムの異常や障害を検出した場合など、自動走行を安定的に継続不可能と判定した場合は、運転者に操作引継要求（Transition Demand：ＴＤ）が通知される。

運転者が操作引継要求（ＴＤ）から所定時間（例えば１０秒）以内に運転操作を引継した場合は、車線内部分的自動走行から手動走行に移行する。運転者の操作引継は、ステアリングトルクセンサやステアリングホイールの把持センサにより検出される。一方、所定時間以内に運転操作引継が行われなかった場合は、ミニマルリスクマニューバ（Minimal Risk Maneuver：ＭＲＭ）が作動し、リスク最小化制御が実行される。

（操作引継不履行時のリスク最小化制御）
ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）は、外的走行環境の変化やシステムに障害などが発生し、運転者に操作引継要求（ＴＤ）を通知したものの、運転者が操作引継できなかった場合に、自動的に最小リスク条件（minimal risk condition）に移行する機能を指し、具体的には、自動運転コントローラ１０により車線内で減速停止する制御（セーフストップ）を含む。

先述したように、外界センサ２１は複数のセンサで構成されており、自動運転コントローラ１０は、何れかのセンサや検知手段に異常が発生した場合には、他のセンサや検知手段によりミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）を実行できるように冗長設計がなされている。

（衝突予測時の緊急回避制御）
一方、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）の作動中に、何らかの理由により他車両との衝突が予測された場合は、エマージェンシーマニューバ（Emergency Maneuver：ＥＭ）が作動し、緊急回避制御が実行される。緊急回避制御（ＥＭ）は、衝突被害軽減のための自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）の作動を含む。

すなわち、環境状態推定部１１は、外界センサ２１に検知される先行車（または障害物）の情報（車間距離、相対速度）と、内界センサ２２に取得される自車の車速に基づいて衝突予測時間（ＴＴＣ）を常時算出しており、衝突予測時間が所定値以下の場合など、衝突可能性が高いと判定される場合にブレーキ４３のアクチュエータにブレーキ要求（油圧指令）を出し、自動ブレーキ（自動緊急ブレーキ）を実行する。

（車線内部分的自動走行システムの概要）
次に、中央分離帯のある高速道路で車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）している状態を想定して、自動車線維持システム（Automatically Lane Keeping System：ＡＬＫＳ）の概要を説明する。

自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）は、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）と同様に車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）と車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）を組み合わせたシステムであり、自動運転コントローラ１０とともに車間距離制御システム（ＡＣＣＳ）を構成するＡＣＣコントローラ１４および車線維持支援システム（ＬＫＡＳ）を構成するＬＫＡコントローラ１５が共に作動している状態で実行されるが、６０ｋｍ／ｈ以下の速度域でのみ実行可能となる。

自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中は、単一車線を維持して自動走行が実行される。また、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）は、上記に加えて、運転者が引継要求に応じて運転を引継可能であることがドライバステータスモニタ２５に確認されている場合に実行可能であり、運転者が運転席に着座してシートベルトが装着されていれば、運転状況を注視することは要求されない。

高速道路では最低速度が５０ｋｍ／ｈに規定されているため、実質的に車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）により先行車に追従走行している状態で高速道路が渋滞して車両速度が５０ｋｍ／ｈ以下になるか、渋滞により５０ｋｍ／ｈ以下で走行している先行車に追い付いた場合などに、車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）から自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）に移行する。

図４は、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）における制御の状態遷移を示している。自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中（１００）においても、環境状態推定部１１は、車両の走行状態や周囲環境条件、運転者状態を常時監視しており、システム起動条件が不成立と判定した場合、または、システムの障害（後述する重大な故障を除く）を検出した場合は、システムから運転者に操作引継要求（ＴＤ）が通知され（１２０）、運転者が所定時間（例えば１０秒）以内に運転操作を引継した場合は、自動車線維持走行から手動走行（１４０）に移行する。

一方、所定時間以内に運転操作引継が行われなかった場合は、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動し、リスク最小化制御（１３０）が実行される。なお、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中に、環境状態推定部１１がシステムに重大な故障（事故や火災等の原因となるエンジン油圧低下、エンジン水温上昇、ブレーキシステム異常など）発生と判定した場合は、操作引継要求（ＴＤ）は行わず、直ちにミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動し、リスク最小化制御（１３０）が実行される。

また、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中（１００）に、他車両の割り込みや先行車両の急減速または衝突、障害物（落下物）など、何らかの理由により衝突が予測され、緊急回避制御の作動条件が成立した場合は、エマージェンシーマニューバ（ＥＭ）が作動し、緊急回避制御（１００）として自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）が実行される。

なお、以上述べたような自動運転システムは、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中はもちろん、リスク最小化制御（ＭＲＭ）や緊急回避制御（ＥＭ）の作動中においても、運転者の操作介入によるオーバーライドが可能になっている。すなわち、運転者の加減速操作介入によるオーバーライド（アクセルＯＲ、ブレーキＯＲ）、または、運転者の操舵介入によるオーバーライド（操舵ＯＲ）が実行された場合、上述した各自動運転機能は停止され、運転者の手動運転に移行する。

ところで、上述したように、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時には自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）が実行されるが、作動状況や路面状況などにより制動距離が不足する場合もありうる。そのような場合にも衝突被害軽減は見込めるが、車線内における先行車両（原因車両）や後方車両の走行位置（横方向位置）を考慮して回避操舵を行うことで、衝突回避可能性を高めることができる。

（改良された緊急回避制御）
そこで、本発明に係る自動運転コントローラ１０は、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）と同時に回避操舵を実行するために、以下のように先行車両（原因車両）や後方車両の走行位置を常時監視している。

すなわち、環境状態推定部１１は、外界センサ２１（カメラ２１２，２１５）に取得される画像データに基づいて、車線区分線や自車位置とともに、先行車両２の車線内における横方向位置ｙ２（図６）を常時検出しており、さらに、自車線の後方所定距離内に後方車両４が存在する場合はその横方向位置ｙ４（図７）を常時検出している。

例えば、図６に示すように、先行車両２の横方向位置ｙ２は、車両１の進行方向に対応する前方検知領域の中心線２１２ｃに対する先行車両２の中心２ｃの横方向偏位量（相対偏位量）と左右何れかの偏位方向として検出される。また、先行車両２の横方向位置は、車線区分線５Ｒ、５Ｌから先行車両２までの横方向距離ｙ２Ｒ、ｙ２Ｌに基づいて検出することもできる。

一方、図７に示すように、自車線の後方所定距離内に後方車両４が存在する場合、後方車両４の横方向位置ｙ４は、車両１の後方検知領域の中心線２１５ｃに対する後方車両４の中心４ｃの横方向偏位量（相対偏位量）と左右何れかの偏位方向として検出される。また、後方車両４の横方向位置ｙ４は、車線区分線５Ｒ、５Ｌから後方車両４までの横方向距離ｙ４Ｒ、ｙ４Ｌに基づいて検出することもできる。なお、夜間の場合、後方車両４の左右のヘッドランプから中心４ｃを検出できる。

なお、自車線の後方所定距離は、後方車両４が自車両１と同速度で追従走行するものと仮定して、当該速度における最大減速度での制動距離と空走距離（後方車両反応距離＋制動立ち上り距離）に基づいて設定されるが、後方検知手段として測距手段（ミリ波レーダなど）が追加されている場合は、後方車両４の推定車速に基づいて設定されてもよい。

また、環境状態推定部１１は、外界センサ２１（カメラ２１２）に取得される画像データに基づいて、自車線前方における落下物や停止車両などの障害物を常時検出しており、前方障害物が検出され、緊急回避制御（ＥＭ）が作動した場合は、上述した先行車両と同様に回避対象として横方向位置や横幅が取得される。

さらに、環境状態推定部１１は、外界センサ２１の検知情報に基づいて、退避スペースとなりうる隣接車線や有効な路肩の存在を常時監視している。なお、有効な路肩とは、例えば、一般に高速道路に設けられている幅員１．７５ｍ以上の舗装構造を有する路肩であり、舗装構造のない保護路肩は含まない。

そして、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時には、自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）の作動と同時に以下のように回避操舵が実行される。

図８は、緊急回避制御（ＥＭ）作動時における回避方向判定を示すフローチャートであり、図５のステップ１１３に対応している。緊急回避制御（ＥＭ）が作動すると（ステップ１１２）、先ず、先行車両２の横方向位置（２ｃ）が、車両１の走行位置（２１２ｃ）に対して左右何れかに偏位（ｙ２）しているか否かが判定される（ステップ１１３１）。

先行車両２の横方向位置（２ｃ）が、車両１の走行位置（２１２ｃ）に対して左右何れかに偏位（ｙ２）している場合（ステップ１１３１；ＹＥＳ）は、偏位と反対方向（反偏位方向）に回避操舵の方向を決定する（ステップ１１４１）。

例えば、図６に示すように、先行車両２が車両１に対して左側に偏位している場合は、車線内に相対的に広い回避幅が確保される右側への修正操舵を実行する。この修正操舵の操舵量は、自動緊急ブレーキによる制動距離において、車両１の幅と先行車両２の偏位ｙ２との差に相当する横変位を与える操舵量とすることができ、ＬＫＡコントローラ１５経由でＥＰＳコントローラ３１に修正操舵角指令が与えられる。

一方、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に、先行車両２の横方向偏位（ｙ２）が、所定以下であり、先行車両２の側方車線内に十分な回避幅を確保できないと判断される場合（図８、ステップ１１３１；ＮＯ）は、後方車両４が存在すれば（ステップ１１３２；ＹＥＳ）、後方車両４の横方向位置（ｙ４）が参照され（ステップ１１３３）、後方車両４が左右何れかに偏位（ｙ４）している場合（ステップ１１３３；ＹＥＳ）は、偏位と反対方向（反偏位方向）に回避操舵の方向を決定する（ステップ１１４２）。

例えば、図７に示すように、後方車両４が車両１に対して左側に偏位している場合は、後方車両４が少ない操舵で自車両１を回避できかつ後方車両４の回避幅が広くなるように、偏位と反対方向となる右側への修正操舵を実行する。

また、後方車両４の横方向偏位（ｙ４）が、所定以下であり、後方車両４の回避行動を特定できない場合（ステップ１１３３；ＮＯ）は、外界センサ２１の検知情報に基づいて隣接車線または道路端側に路肩が存在するか否かが参照され（ステップ１１３４）、自車線の左右何れかの側に隣接車線または有効な路肩が存在する場合（ステップ１１３４；ＹＥＳ）は、それらの側に後方車両４の回避幅を広げるために、隣接車線または路肩と反対側（中央分離帯側）に回避操舵の方向を決定する（ステップ１１４３）。

さらに、後方車両４が存在しない場合（図８、１１３２；ＮＯ）、または、後方車両４は存在するが隣接車線または有効な路肩が存在しない場合（ステップ１１３４；ＮＯ）は、道路端と反対側に後方車両４の回避幅が確保されるように、車線内の道路端側に回避操舵の方向を決定する（ステップ１１４４）。

以上のべたようなプロセスで、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時における回避操舵の方向および操舵量が決定され、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時には、自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）の作動と同時に回避操舵が実行される。この回避操舵は基本的に車線内で実行されるため、操舵量は最小限であり、最大減速度での制動と同時に回避操舵が実行されても、車両１の姿勢への影響は小さく、ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ３３による挙動安定化制御で対応できる。

（自動車線維持システム作動中における制御フロー）
次に、自動車線維持システム作動中における制御フロー（図５）について説明する。

（１）自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）作動
車線内部分的自動走行（ＰＡＤＳ走行）により先行車に追従走行している状態で車両速度が６０ｋｍ／ｈ以下になり起動条件が成立した場合に自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）に移行する（ステップ１００）。

（２）衝突可能性判定
自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中は、常時、衝突可能性判定が実行されている（ステップ１０１）。すなわち、先行車両の急制動、他車両の急な割り込み、先行車両の車線変更（操舵回避）による停止車両や障害物の出現などにより、衝突予測時間（ＴＴＣ）が所定値以下となり、衝突可能性ありと判定された場合は、緊急回避制御（ＥＭ）に移行する（ステップ１１０）。

（３）緊急回避制御
緊急回避制御（ＥＭ）に移行すると、衝突判定フラグ（ステップ１１１）と同時に緊急回避制御として自動緊急ブレーキ（ＡＥＢ）が作動し（ステップ１１２）、同時に、緊急回避制御作動原因となった先行車両（または前方障害物）の横方向位置、および、後方所定距離内に後方車両が存在する場合はその横方向位置に基づいて、回避操舵方向が決定される（ステップ１１３；図８、ステップ１１３１～１１４４）。

（４）方向指示器作動
決定された回避操舵方向に対応する方向指示器を作動させ、後方車両に操舵意図を知らせる（ステップ１１４）。

（５）回避操舵および最大減速度制動
走行中の車線内で決定された回避操舵方向への修正操舵が実行されると同時に、最大減速度（５ｍ／ｓ^２以上）での自動緊急ブレーキが実行される（ステップ１１４）。

（６）ＥＭ作動中のオーバーライド有無判定
緊急回避制御（自動緊急ブレーキ）の作動中もオーバーライド有無判定は継続されており（ステップ１１６）、所定の操舵オーバーライド閾値以上の操舵介入、所定のアクセルオーバーライド閾値以上のアクセル操作介入、または、所定のブレーキオーバーライド閾値以上のブレーキ操作介入が検出された場合には、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）が停止し、手動運転に移行する（ステップ１４０）。

（５）緊急回避制御完了判定
車両状態および周囲環境に基づいて緊急回避制御（ＥＭ）が完了したか否かが判定される（ステップ１１７）。すなわち、（緊急停止または周囲環境の変化により）差し迫った衝突のおそれがなくなった場合、又は運転者によりシステムが非作動状態になった場合に緊急回避制御完了と判定し、ハザードランプを点滅させ（ステップ１１８）、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）を停止する（ステップ１４０）。

（６）重大な故障判定
自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中は、常時、車両の自己診断機能により、重大な故障が発生しているか否かが判定されている（ステップ１０２）。重大な故障としては、事故や火災等の原因となるエンジン油圧低下、エンジン水温上昇、ブレーキシステム異常などが該当する。重大な故障発生と判定された場合は、重大故障フラグが立てられ（ステップ１３１）、リスク最小化制御（ＭＲＭ）（１３０）に移行する。

（７）システム起動条件不成立または故障判定
自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中は、環境状態推定部１１により車両の走行状態や周囲環境条件がシステムの運行設計領域（ＯＤＤ）内に維持されているか、ドライバステータスモニタ２５により運転者が運転を引継可能な状態にあるか否か、車両の自己診断機能により自動車線維持システムの構成部品に故障や失陥があるか否かが、常時判定されている（ステップ１０３）。自動車線維持システムのＯＤＤとしては、道路条件および車速以外に、強風などの環境条件などがあり、システム障害、外界センサの故障がこの条件に該当する。

システム起動条件不成立または故障判定された場合は、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の停止予告と操作引継要求（ＴＤ）が通知され（ステップ１２０）、所定時間（例えば１０秒）のカウントが開始される（ステップ１２１）。
（８）運転引継判定
ステップ１２２で、所定時間（例えば１０秒）内に、操舵トルクの検出などにより運転操作引継が確認された場合には、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）が停止し、手動運転に移行する（ステップ１４０）。一方、所定時間内に運転操作引継が確認されなかった場合は、リスク最小化制御（ＭＲＭ）（１３０）に移行する。

（９）リスク最小化制御
リスク最小化制御（ＭＲＭ）に移行すると、ハザードランプを作動させる（ステップ１３２）と同時に、ミニマルリスクマニューバ（ＭＲＭ）が作動し（ステップ１３３）、自動運転コントローラ１０により、走行中の車線を維持しつつ所定の減速度（例えば４．０ｍ／ｓ^２以下）で減速停止する制御を実行する。

（１０）ＭＲＭ作動中のオーバーライド有無判定
リスク最小化制御（ＭＲＭ）の作動中もオーバーライド有無判定は継続されており（ステップ１３４）、所定の操舵オーバーライド閾値以上の操舵介入、所定のアクセルオーバーライド閾値以上のアクセル操作介入、または、所定のブレーキオーバーライド閾値以上のブレーキ操作介入が検出された場合には、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）が停止し、手動運転に移行する（ステップ１４０）。

（１１）リスク最小化制御完了判定
車両状態に基づいてリスク最小化制御（ＭＲＭ）が完了したか否かが判定される（ステップ１３５）。すなわち、システムが非作動状態となるか、又はシステムが車両を停止させた場合にリスク最小化制御完了と判定し、自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）を停止し（ステップ１４０）、ハザードランプを点滅状態に維持し、それ以外のすべての車両システムを停止させる。

（作用と効果）
以上詳述したように、本発明に係る車両の走行制御装置は、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に、自車線内の先行車両２（または障害物）の横方向位置（ｙ２）に基づいて回避操舵の方向を決定し、緊急ブレーキとともに回避操舵を実行するので、不測の事態により緊急停止のための制動距離が不足する場合であっても、回避操舵によって衝突回避の可能性を向上できる利点がある。

例えば、図６に示すように、車両１の走行位置（２１２ｃ）に対して先行車両２の横方向位置２ｃが左側に偏位ｙ２している場合に、相対的に広い回避幅を確保できる右側（反偏位方向）に、車幅と偏位ｙ２の差によって与えられる最小限の回避操舵を実行することで、先行車両２に最接近する状況では、符号１′で示されるように、制動距離が不足しても先行車両２との衝突を回避できる。

この際、回避操舵が車両１の走行車線内で実行されることにより、隣接車線の車両の動向を考慮する必要がなく、隣接車線の車両の動向に拘わらず直ちに制御を実行できる利点もある。

なお、この時、車両１の後方を他車両が走行している場合、車両１の緊急ブレーキの作動に伴い、自動または手動で緊急制動が実行されることになるが、車両１が回避操舵により先行車両２の右側に移動するので、車両１の左側、すなわち、先行車両２側には、回避幅が確保されることになる。

緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に、先行車両２と後方車両との間には、車両１と先行車両２との間の車間時間の２倍程度の車間時間が確保されているので、後続車両は、その直前の車両１との衝突を回避できれば、先行車両２の停止位置までに制動停止できる可能性が高い。したがって、上記の回避操舵は、車両１が後方車両に追突される可能性を低減すべく、後方車両のために回避幅を準備できる点でも有利である。

また、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に、先行車両２の横方向偏位ｙ２が所定以下である場合は、後方車両の横方向位置に基づいて回避操舵の方向を決定することで、車両１が後方車両に追突される可能性を低減することができる。

例えば、図７に示すように、先行車両２が車両１の直前方にある場合に、後方車両４の横方向位置４ｃが、車両１の走行位置２１５ｃに対して左側に偏位ｙ４していれば、後方車両４に相対的に広い回避幅を確保できる右側（反偏位方向）に回避操舵を実行することで、車両１が後方車両４（４′）に追突される可能性を低減でき、かつ、回避操舵により先行車両２′との衝突回避の可能性を高めることができる。

また、緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に、後方車両４の横方向偏位ｙ４が所定以下である場合には、自車線の道路端側に、後方車両４のための回避スペースとなりうる隣接車線または有効な路肩が存在するか否かが参照され、後方車両４のための回避スペースとなりうる隣接車線または有効な路肩が存在する場合には、それらと反対方向（中央分離帯側）に回避操舵を実行することにより、後方車両４のための回避幅を広げ、車両１が後方車両４に追突される可能性を低減することができる。

一方、後方車両４のための回避スペースとなりうる隣接車線または有効な路肩が存在しない場合は、道路側端側への回避操舵を実行することにより、道路側端と反対側（中央分離帯側）の隣接車線側に、後方車両４のための回避幅を広げ、車両１が後方車両４に追突される可能性を低減することができる。

（その他の実施例）
なお、上記実施形態では、主として緊急回避制御（ＥＭ）の作動時に、車両１の走行中の車線内で回避操舵が実行される場合について述べたが、回避操舵は、隣接車線または路肩との間の区分線５Ｌ，５Ｒを跨いで実行されてもよい。したがって、回避操舵は、車両１の走行中の車線から隣接車線または路肩への少なくとも部分的な移動を含んで実行されてもよい。特に、先行車両や後方車両の相対的横方向偏位が所定以下の場合は、隣接車線または路肩の前後所定範囲に他車両や障害物が存在しないことが確認されていれば、隣接車線または路肩への車線変更を含んで実行することもできる。

また、上記実施形態では、主として自動車線維持システム（ＡＬＫＳ）の作動中における制御の状態遷移について述べたが、車線内部分的自動走行システム（ＰＡＤＳ）や部分的自動車線変更システム（ＰＡＬＳ）など、他の自動運転機能の作動中において緊急回避制御（ＥＭ）が発動した場合に本発明に係る回避操舵制御が実行されてもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内においてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。

１０ 自動運転コントローラ
１１ 環境状態推定部
１２ 経路生成部
１３ 車両制御部
１４ ＡＣＣコントローラ
１５ ＬＫＡコントローラ
２１ 外界センサ
２２ 内界センサ
２５ ドライバステータスモニタ
３１ ＥＰＳコントローラ
３２ エンジンコントローラ
３３ ＥＳＰ／ＡＢＳコントローラ
３４ 手動操舵（ハンドル）

Claims (6)

1. 自車線と隣接車線および前記各車線上の他車および周囲環境を認識する周囲認識機能と自車運動状態を取得する機能を含む環境状態推定部と、
   前記環境状態推定部に取得される情報に基づいて目標経路を生成する経路生成部と、
   前記目標経路に自車を追従させるべく速度制御および操舵制御を行う車両制御部と、
   を備えた車両の走行制御装置であって、
   自車線に先行車両が存在しない場合は設定車速を維持し、先行車両が存在する場合は設定車間距離を維持して車線内自動走行を行う機能と、
   自車線前方の先行車両または障害物との衝突が予想される場合に、緊急ブレーキの作動を含む緊急回避制御を実行するＥＭ機能と、
   を有するものにおいて、
   前記ＥＭ機能の作動時に、自車線内の先行車両または障害物の横方向位置に基づいて回避操舵の方向を決定し、前記緊急ブレーキとともに回避操舵を実行することを特徴とする車両の走行制御装置。
2. 前記ＥＭ機能の作動時に、前記先行車両または障害物の横方向位置が、自車の走行位置に対して左右何れかに偏位している場合は、前記回避操舵の方向を前記偏位と反対方向に決定することを特徴とする請求項１に記載の車両の走行制御装置。
3. 前記ＥＭ機能の作動時に、前記先行車両または障害物の横方向位置の前記偏位が所定以下であり、自車線内に後方車両が存在しない場合は、前記回避操舵の方向を道路側端側に決定し、自車線内に後方車両が存在し、前記後方車両の横方向位置が、自車の走行位置に対して左右何れかに偏位している場合は、前記回避操舵の方向を前記後方車両の偏位と反対方向に決定することを特徴とする請求項２に記載の車両の走行制御装置。
4. 自車線内に後方車両が存在するが、前記後方車両の横方向位置の前記偏位が所定以下であり、道路端側の隣接車線または路肩が存在しない場合は、前記回避操舵の方向を道路側端側に決定し、道路端側の隣接車線または路肩が存在する場合は、前記回避操舵の方向を中央分離帯側に決定することを特徴とする請求項３に記載の車両の走行制御装置。
5. 前記ＥＭ機能の作動時における前記回避操舵は、走行中の車線内で実行されることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の車両の走行制御装置。
6. 前記ＥＭ機能の作動時における前記回避操舵は、走行中の車線から隣接車線または路肩への少なくとも部分的な移動を含んで実行されることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の車両の走行制御装置。
   

Images