JP5139939B2 - 車両の減速支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行中の車両の減速を支援するための減速支援装置にかかり、特に、車両がカーブ路に進入する際に、好適に減速制御をすることができる車両の減速支援装置に関する。

従来から、走行中の車両前方の道路の情報を取得して、車両がカーブ路に差し掛かったときに、車両の減速制御を行う技術は一般的に知られており、減速制御は、走行中の車両前方のカーブ路の曲率半径と、自車両の走行状態と、に基づいて車両を制御するものである。

車両に対する減速制御として、たとえば、車両前方のカーブ路の曲率半径に応じて、減速度合を一律に抑制するように制御する方法もあるが、この方法で単に車両の減速制御を行った場合には、車両に対して加減速の操作を行う運転者の操作意図を十分に反映させることができず、運転者に減速時の違和感を持たる場合もあった。

このような点を鑑みて、たとえば、運転者の操作意図を反映した減速制御を行うために、減速度合を一律に抑制するのではなく、カーブ路の道路曲率（曲率半径）に基づいて、車両がカーブ路を走行する際の目標車速を算出するとともに、減速制御の作動中に、運転者のアクセルペダル操作を検出するときに、アクセルペダル操作が行われた車両位置、および、アクセルペダル操作量に基づいて、目標車速を修正し、減速制御を行う制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２３０４４０号公報

ところで、特許文献１に記載のような制御装置を用いて車両の走行を制御した場合には、カーブ路に車両が進入する前に、運転者のアクセルペダル操作量が大きいほど、減速制御時の減速度が小さくなるように、車両の目標車速が修正される。

具体的には、制御装置は、車両とカーブ路の入口位置までの距離が近いほど、減速制御が開始されるタイミングにおいて、走行中の車両の減速度が小さくなるように目標車速を修正する。この場合、車両がカーブ路に進入までの車速変化が緩やかになるが、通常の減速制御に比べて、カーブ路進入直後の車速が高くなってしまう。この結果として、車両がカーブ路に進入する直後までに十分に車速を下げられず、カーブ路進入後の車両に対して作用する横加速度により、車両は、その方向において路面摩擦係数を超えやすい傾向にある。

本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、運転者の減速意思に応じて、運転者の意図をより忠実に反映すると同時に、路面摩擦係数を越えにくい減速制御を実現することができる減速支援装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決すべく、本発明に係る減速支援装置は、車両前方のカーブ路の情報を取得し、取得したカーブ路の情報に基づいて、車両からカーブ路の入口位置までの区間距離を演算し、車両の運転状態に応じて、車両の減速制御を開始する開始タイミングを判断し、開始タイミング時の区間距離と車速とに基づいて、区間距離が短いほど、減速制御時の車両の減速度が大きくなるように、もしくは、区間距離が短いほど、減速制御時の減速度とカーブ路走行時の車両の横加速度とが大きくなるように、目標減速度を演算し、目標減速度に基づいて、車両を減速制御することを特徴とするものである。

本発明によれば、運転者の減速意思に応じて、カーブ路進入前に車両を減速し、これにより、運転者の意図をより忠実に反映すると同時に、カーブ路進入時において車両が路面に対して路面摩擦係数を越え難く、路面の摩擦係数の変化に対してロバスト性の高い状態で、カーブ路を通過することができる減速制御を行うことが可能となる。

以下、本発明に係る車両の減速支援装置の一実施形態について、以下の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る減速支援装置を搭載した車両の全体構成図を示している。
本実施形態に係る減速支援装置の車両１は、運転者の車両の操作を検出する装置として、ステアリングの操舵角センサ２２、方向指示器レバー２３、アクセルペダル操作量センサ（アクセル開度検出手段）２４、ブレーキペダル操作量センサ２５を備えており、これらの装置は、コントローラ１０に接続されている。

運転者の操作量に応じて、これらのセンサにより検出された検出信号は、減速支援装置を含むコントローラ１０へ伝送される。例えば、操舵角センサ２２により得られた検出信号からは、運転者がどのような方向に向かって車両１を走行させたいか、その意思を検出することができる。アクセルペダル操作量センサ２４又はブレーキペダル操作量センサ２５により得られた検出信号からは、運転者の車両に対する加減速及び制動の意思を検出することができる。なお、アクセルペダル操作量センサ２４により検出された操作量（運転者の踏込み量）は、アクセル開度に相当し、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいないときは、アクセル開度が全閉となる。さらに、方向指示器レバー２３の操作からは、運転者の経路変更の意思を検出できる。

また、車両１は、道路の情報を取得する装置として、ナビゲーション装置２６を備えており、ナビゲーション装置２６は、コントローラ１０に接続されている。ナビゲーション装置２６は、地図データベースを有し、ＧＰＳ（Global Positioning System）情報や他のセンサ情報から自車位置を推定し、地図データ中の特定の地点と車両１の位置との間の距離を算出することができる。

具体的には、図示しない地図データベースは、各道路地点、道路区間における一時停止線、交差点区間、トンネル、その他の制限速度情報などの地物情報を含み、他のセンサ情報としては、加速度センサやジャイロセンサなどがある。そして、ナビゲーション装置２６は、地図データベースとこれらセンサ情報から、設定された経路、地図情報、地図上の自車両位置、自車両の向き、車両前方のカーブ路の情報を含むその周囲の道路情報（車線の幅、車線の数、車線の曲線情報、レーンマーカの幅、レーンマーカの数、レーンマーカの曲線情報、制限速度、自動車専用道と一般道の区別、分岐路の有無など）を検出し、これらの情報をコントローラ１０に送信し、コントローラ１０は、これらの情報を取得する。

また、車両１は、車両の走行状態（運動状態）を検出する検出部として、車輪速センサ２７ｆＬ、２７ｆＲ、２７ｒＬ、２７ｒＲ、及び車両挙動センサ２８を備えており、これらのセンサもコントローラ１０に接続されている。車輪速センサ２７ｆＬ、２７ｆＲ、２７ｒＬ、２７ｒＲは、車両１の前後左右の車輪の回転速度を検出し、これらの検出信号は、コントローラ１０に伝送され、コントローラ１０により、車両１の速度（車速）が算出される。また、車両挙動センサ２８は、前後加速度、横加速度、ヨーレートを検出し、この検出した信号をコントローラ１０へ伝送する。

車両１は、自車両周辺の外界環境を検出する装置として、前方カメラ３０ｆ、前方レーダ３１ｆ、後方カメラ３０ｒ、及び後方レーダ３１ｒ、を備えており、これらの装置はコントローラ１０に接続され、自車両周辺のレーンマーカや障害物などの情報をコントローラ１０へ伝送する。例えば、前方カメラ３０ｆ及び後方カメラ３０ｒは、車両（自車両）１の周辺情報を画像として取得し、取得した画像に中のレーンマーカまたは路面境界に基づいて車線を認識する車線認識の機能を有している。さらに、前方カメラ３０ｆは、白線などのレーンマーカ、路肩などの路面境界を認識し、車両１との位置関係や、自車線または隣接車線のレーンマーカ間の幅、左右の路面境界間の幅、レーンマーカと路面境界の種類を出力する。レーンマーカと路面境界に関する道路情報は、車両１の前方の複数の位置での情報を有する。さらに、車両１の後方と側方に関しても、複数の位置での道路情報を有する。ここで、レーンマーカの種類とは、線、キャッツアイ、ボッツドッツなどの種類、線の色、線の種類（実線・破線・点線・ハッチング）などのである。路面境界の種別とは、路肩の端部、側溝、縁石、ガードレール、壁、土手などである。また、前方カメラ３０ｆは他車両や歩行者などの障害物を認識し、車両１との位置関係を出力する。

前方レーダ３１ｆ及び後方レーダ３１ｒは、他車両や歩行者などの障害物を認識し、車両１との位置関係を出力する。前方レーダ３１ｆは、前方カメラ３０ｆよりも遠方の障害物を精度良く認識できるという特徴をもつ。一方、前方カメラ３０ｆは、前方レーダ３１ｆよりも検出角度が広く、障害物の種類を判別できるという特徴をもつ。これらの特徴に応じて、車両１からの距離及び方向に応じて、車両１の周りの情報を精度良く検出することができる。

車両１は、車両１の駆動及び制動をすべく、エンジン４１、電子制御ブレーキ４２等の駆動装置を備えている。エンジン４１は、車両１に原動機として搭載されており、コントローラ１０に接続されている。具体的には、エンジン４１は、運転者の操作量と外界環境に基づいて車両１を駆動する。コントローラ１０は、吸気通路の設けられたスロットルバルブに制御信号を出力し、燃焼室に吸気される空気量を調整するとともに、インジェクタに制御信号を出力して、インジェクタから噴射する燃料を調整して、燃焼室に供給する燃料を調整する。そして、コントローラ１０は、燃焼室内において、供給された燃料と吸入空気とが混合された混合気を燃焼させることにより、この燃焼エネルギーを動力として車両１に伝達し、車両１は駆動する。

例えば、運転者のペダルの操作量に応じて検出されたアクセルペダル操作量センサ２４の検出信号により、コントローラ１０は、エンジン４１の吸入空気量と燃料噴射量を調整し、車両への加減速制御を行う。また、車両１に取り付けられたセンサからの検出信号により、コントローラ１０が、車両を加減速すべきと判断した場合も、同様に、車両への加減速制御を行う。例えば、コントローラ１０は、後述する車両１の減速制御を行う場合には、吸入空気量と燃料噴射量を減少させて、いわゆるエンジンブレーキによる減速制御を後述するブレーキ制御と合わせて行ってもよい。

電子制御ブレーキ４２は、車軸４３に取り付けられたブレーキディスク４５をブレーキバッド４６により押圧することにより、車軸４３の回転を制動させ、車両１を減速又は制動させる装置であり、コントローラ１０に接続されている。この電子制御ブレーキ４２は、運転者のペダルの操作量に応じて検出されたブレーキペダル操作量センサ２５の検出信号、又は、後述する車両の減速制御時に、コントローラ１０からの制御信号により、作動するものである。電子制御ブレーキ４２は、例えば、各輪独立にブレーキ力を制御可能な油圧式ブレーキ装置を挙げることができ、制動要求を受けると各輪のブレーキ力をバランスさせながら、車両１に制動力を加える。また、旋回要求を受けると左右何れか一方にブレーキを掛け車両にヨーモーメントを加える。

また、車両１は、運転者への情報提供を行うための情報提供部４８が備わり、走行支援の種類に応じて、画像表示、音、警告灯などによって支援の情報を提供する。情報提供部４８は、例えばスピーカを内蔵したモニタ装置であり、１ヶ所だけでなく、複数箇所へ設置しても良い。

このようにして、各装置及びセンサに接続されたコントローラ１０は、ＥＣＵ，ＲＡＭ，及びＲＯＭ等（図示せず）のハードウエアから構成され、ＥＣＵは、ＲＡＭ、ＲＯＭに格納された車両の走行制御等のデータを用いて、車両の加減速を含む走行制御等を行うための演算を行い、エンジン４１、電子制御ブレーキ４２に制御信号を出力する。

図２は、図１に示す本実施形態に係る減速支援装置（コントローラ１０）の制御ブロック図である。図２に示すように、減速支援装置１０は、道路情報取得部５１、カーブ情報演算部５２、運転者意思取得部５３、減速意思判断部５４、目標減速度演算部５５、及び車両運動制御部（減速制御部）５６を備えている。

道路情報取得部５１は、図１に示す前方カメラ３０ｆ、前方レーダ３１ｆ、ナビゲーション装置２６の少なくとも一つから、車両前方のカーブ路（カーブ）の情報、車線の位置、車線の曲率、車線の幅、車線の数などの情報を取得する取得部である。

カーブ情報演算部５２は、道路情報取得部５１からの情報（特に、車線の位置、車線の曲率）に基づき、走行中の車両の位置から車両前方のカーブ路の入口位置までの距離（以下、区間距離と呼ぶ）と、そのカーブ路の曲率(曲率半径）を演算する。具体的には、カーブ路は、直線から所定の円弧曲線（円弧部分）の曲率へ徐々に変化する緩和曲線部分と、車両を定常旋回させるべく最小曲率半径の曲線の円弧部分と、の組み合わせた複数の連続した円弧部分から構成されている。本実施形態では、カーブ情報演算部５２は、車両前方に位置するカーブ路（曲線）を構成する複数の連続した円弧部分の曲率半径を演算する。次に、この演算した曲率半径のうち、最小曲率半径となるカーブ路、すなわち車両が定常旋回するカーブ路の入口位置を演算する。そして、走行中の車両位置からカーブ路の入口位置までの区間距離を演算する。

運転者意思取得部５３は、アクセルペダル操作量センサ２４、ブレーキペダル操作量センサ２５や、図示しない走行モード設定スイッチからの情報によって、運転者の操作に関わる情報を取得する取得部である。また、この運転者意思取得部５３では、車輪速センサにより得られた車速、車両挙動センサ２８で検出された加速度、横加速度等の車両運動情報も取得する。

減速意思判断部５４は、運転者意思取得部５３からの情報に基づき、運転者に減速の意思があるか否かを判断する演算部である。具体的には、減速意思判断部（開始タイミング判断部）５４は、車両の運転状態として、アクセルペダル操作量センサ２４に基づいて、アクセル開度が全閉となった（運転者が踏込んでいるアクセルペダルを離した）タイミングに応じて、車両の減速制御を開始する開始タイミングを判断する。例えば、このアクセル開度が全閉となった（アクセルペダルから足が離れた）ときには、運転者に減速意思があると判断する。

目標減速度演算部５５は、運転者の減速意思による減速制御の開始タイミング時の区間距離、カーブ路の最小曲率半径、車速に基づいて、前方のカーブ路の入口位置へ車両が進入するまでの目標減速度と、カーブ路走行時（カーブ路を通過中）の車両に作用する目標横加速度を演算する。具体的には、目標減速度演算部５５は、減速制御の開始タイミング時の区間距離、車速、カーブ路の最小曲率半径等から、減速制御の開始タイミング時の区間距離が短いほど、減速制御時の車両の減速度が大きくなるように、若しくは、前記区間距離が短いほど、減速制御時の車両の減速度とカーブ路走行時の車両の横加速度とが大きくなるように、前記目標減速度の演算を行う。

車両運動制御部（減速制御部）５６は、目標減速度演算部５５で演算された目標減速度に基づいて車両運動を制御する。具体的には、本実施形態では、減速制御部５６は、減速制御の要否を判断すると共に、減速制御が必要であると判断した場合には、電子制御ブレーキ４２を駆動して、車両に制動力を与えるブレーキ制御により車両の減速制御を行う。なお、別の態様としては、減速制御部が、エンジン４１への燃料噴射量と吸入空気量を減少させるエンジン制御と合わせて減速制御を行ってもよい。

図３は、図２に示す減速支援装置（コントローラ１０）の制御ブロック図に基づいて、減速制御を行うための制御フローチャートであり、図４は、減速制御時の車両とカーブ路との関係を説明するための図であり、図４（ａ）は、区間距離Ｌが長い場合の減速制御を説明するための図であり、（ｂ）は、区間距離Ｌが（ａ）に比べて短い場合の減速制御を説明するための図である。

ステップｓ１では、道路情報取得部５１により、前方カメラ３０ｆ、前方レーダ３１ｆ、ナビゲーション装置２６などの各種センサから、車線の位置や曲率などの道路情報、さらには、運転者意思取得部５３により、運転者の操作情報、速度などの車両運動情報を取得する。

ステップｓ２では、車線の情報に基づいて、カーブ情報演算部５２により、図４（ａ）、（ｂ）に示すような、自車両１とのカーブ路までの区間距離Ｌ、カーブ路の最小曲率半径Ｒを求める。具体的には、カーブ情報演算部５２により、車両前方に位置する一連のカーブ路のカーブ（曲線）を構成する複数の円弧の曲率半径を演算し、一連のカーブ路のうち最小曲率半径となるカーブ路の曲率半径Ｒを用いる。さらに、最小曲率半径Ｒとなるカーブ路の入口位置（地点）Ｐを演算し、走行中の車両１の位置Ｓからカーブ路の入口位置までの距離Ｌを演算する。仮に、前方カメラ３０ｆやナビゲーション装置２６の性能の制約で、最小となるカーブ路の曲率半径Ｒを検出できない場合は、緩和曲線により構成されるカーブ路の入口位置などのカーブ路の曲率半径から、最小曲率半径とカーブまでの区間距離を推定してもよい。

ステップｓ３では、減速意思判断部５４により、運転者の操作量情報によって、運転者が自動減速の介入を許可している否かの判断を行う。運転者がアクセルペダルを離していれば、アクセル開度が全閉となるので、自動減速の許可意思があると判断し、このタイミングを、車両の減速制御開始タイミングと判断する。ステップｓ４へ進む。運転者の許可意思がないと判断すれば、車両の減速制御を行わずに終了する。

ステップｓ４では、目標減速度演算部５５により、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、車両の減速制御開始タイミングにおける車両１の位置Ｓとカーブ路の入口位置Ｐとの区間距離Ｌ、カーブ路の最小曲率半径Ｒ、現在の車速（車両の減速制御開始タイミングにおける車速）Ｖｏから、カーブ路進入までの目標減速度（実際の走行時の減速度の最大値に相当）Ｇｘと、カーブ路通過時（カーブ路走行中）の目標横加速度（実際の走行時の横加速度の最大値に相当）Ｇｙを演算する。目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙとが、一定比率となるように、目標減速度の演算を行う。

具体的には、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙが等しくなるための拘束条件は、以下の式（１）で表すことができ、
Ｇｘ＝Ｇｙ …（１）
となる。また、区間距離Ｌを減速度Ｇｘで走行した場合、カーブ路走行中の横加速度Ｇｙは、エネルギー保存の法則から、以下の式（２）で表すことができ、
Ｖｏ^２／２＝ＬＧｘ＋ＲＧｙ／２ …（２）
となる。これら（１）及び（２）の２つの式から、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙを以下の式（３）で表すことができ、
Ｇｘ＝Ｇｙ＝Ｖｏ^２／（２Ｌ＋Ｒ）…（３）
となる。このように、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙが等しくなるように制御することで、水平面内の加速度ベクトルの大きさ（Ｇｘ２＋Ｇｙ２）^１／２があまり変化せず、路面の摩擦係数変化に対してロバストで、かつ運転者にとって違和感の少ない減速制御を実現できる。

特に、式（３）からも明らかなように、式（３）から演算される目標減速度Ｇｘは、カーブ路進入前の車両に作用する実際の減速度Ｇｘに略等しく、実際の減速度が、開始タイミングにおいて演算された区間距離Ｌが短いほど、目標減速度Ｇｘが大きくなるように演算され、逆に、開始タイミングにおいて演算された区間距離Ｌが長いほど、目標減速度Ｇｘが大きくなるように、目標減速度Ｇｘは、カーブ路の曲率半径（最小曲率半径）と区間距離Ｌと車速Ｖｏに基づいて演算されることになる。

さらに式（３）から演算される目標横加速度Ｇｙは、カーブ路走行中に車両に作用する実施際の横加速度Ｇｙに略等しく、演算された目標減速度Ｇｘにより減速制御することにより、実際の横加速度は、開始タイミングにおいて演算された区間距離Ｌが短いほど、大きくなり、逆に、開始タイミングにおいて演算された区間距離Ｌが長いほど、小さくなる。

すなわち、ステップｓ４において、式（３）を用いることにより、目標減速度演算部５５は、開始タイミングにおいて演算された区間距離Ｌが短いほど、減速度が大きくなり、かつ、カーブ路を走行する車両の横加速度が大きくなるように、開始タイミングの区間距離Ｌと車速Ｖｏとに基づいて、目標減速度の演算を行うことになる。

なお、本実施形態では、式（２）において、横加速度Ｇｙの向心力によるエネルギーを考慮せずに、式（２）のみで、減速度を演算してもよい。この場合には、目標減速度演算部５５は、少なくとも開始タイミングにおいて演算された区間距離Ｌが短いほど、目標減速度が大きくなるように、開始タイミングの区間距離Ｌと車速Ｖｏとに基づいて、目標減速度の演算を行うことになる。

また、実際の横加速度と減速度の最大値が異なる値となるよう、例えば目標横加速度Ｇｙを目標減速度ＧｘのＮ倍に設定して、以下の式（４）を拘束条件として適用してもよい。

Ｎ×Ｇｘ＝Ｇｙ …（４）
この場合、式（４）と式（２）から、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙは次式（５）で求めることができる。
Ｇｘ＝Ｇｙ／Ｎ＝Ｖｏ^２／（２Ｌ＋Ｎ×Ｒ） …（５）
このとき、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙが等しくならないが、実際の減速度Ｇｘと横加速度Ｇｙの最大値を一定の比率Ｎとなるように、目標値を制限でき、路面の摩擦係数変化に対してロバストな減速制御を実現できる。

また、このような比率Ｎは、運転者によって、図１に示す入力装置２９によって入力し、入力された比率Ｎにより、減速支援装置１０（比率変更部）内において、比率を変更してもよく、自動走行制御時などには、その制御に合わせて減速支援装置１０（比率変更部）内において、比率を変更してもよい。

ステップｓ５では、減速制御部５６により、まず、ブレーキ制御の要否を判断する。ステップｓ４で求めた目標減速度Ｇｘが、所定の下限減速度Ｇｘｍｉｎと比較して、この値よりも大きければ、または、目標横加速度Ｇｙが、所定の下限減速度Ｇｙｍｉｎと比較して大きければ、ブレーキ制御による減速が必要と判断し、ステップｓ６へ進む。一方、下限減速度Ｇｘｍｉｎ以下であれば、エンジンブレーキのみの減速や走行抵抗による減速で十分と判断し、ブレーキ制御（減速制御）を実施せずに制御を終了する。また、下限横加速度Ｇｙｍｉｎ以下であれば、現在の速度Ｖのままカーブ路を通過しても良いと判断し、ブレーキ制御を実施せずに制御を終了する。

ステップｓ６では、ステップｓ５で導出した目標減速度Ｇｘを車両１に対して発生できるように、具体的には、電子制御ブレーキ４２を駆動して、車両１に目標減速度Ｇｘに応じた制動力を与える。

図５は、本実施形態に係る減速制御を行った場合の、車両の速度、減速度、および横加速度の変化を示した図であり、図５（ａ）は、区間距離Ｌが長い場合の減速制御時の変化を示した図であり、（ｂ）は、区間距離Ｌが（ａ）に比べて短い場合の減速制御時の変化を示した図であり、それぞれの図に対して、上述した図４（ａ），（ｂ）と対応付けて以下に説明する。

図４（ａ）と図５（ａ）のように、区間距離Ｌ１のタイミングでアクセルペダルが離されると、区間距離Ｌ１、カーブ路の最小曲率半径Ｒ、車速Ｖoに応じて、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙが演算され、この目標減速度Ｇｘにより減速制御が行われる。本実施形態では、区間距離がＬ１のときの目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙがともに２ｍ／ｓ^２となり、減速制御において、車両１は、図５（ａ）に示すような減速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙとなる。

また、同じカーブ路を、図４（ｂ）と図５（ｂ）のように区間距離Ｌ１よりも短い区間距離Ｌ２でアクセルペダルが離されると、この区間距離Ｌ２と、カーブ路の最小曲率半径Ｒと、減速制御を開始する開始タイミングにおける車速がＶoとから、演算される目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙが、区間距離Ｌ１の場合に比べて大きくなるように目標減速度Ｇｘが演算され、この目標減速度に基づいて減速制御される。なお、本実施形態では、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙともに３ｍ／ｓ^２となり、減速制御において、車両１は、図５（ｂ）に示すような減速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙとなる。

このとき、路面の摩擦係数が３．５ｍ／ｓ^２相当であれば、車両は操縦安定性を失うこと無くカーブ路を通過できる。また、実際に減速度と横加速度が同じ大きさになるので、車両運動がギクシャクせず、運転者にとって違和感の少ない減速制御を実現できる。

また、区間距離Ｌを算出するためのカーブ路の入口位置Ｐを最小曲率半径Ｒのカーブ路の入口位置としたので、このような減速制御を行っても、さらに運転者は、違和感なくカーブ路に進入することができる。また、図５（ｂ）に示すように、運転者がカーブ路により近い車両位置で、アクセルペダルを離した場合には、運転者がカーブ路を速く通過したいとの意思が窺え、この場合には、本実施形態では、減速制御の開始タイミングが遅い（すなわち、区間距離が短い）ので、カーブ路通過時（カーブ路走行中）の横加速度Ｇｙが大きくなるように減速制御されるので、図５（ａ）に示すよりも、より速い車速でカーブ路を通過することができ、運転者の意図を反映することができる。

図６は、区間距離に拘らず目標減速度を固定した場合の車両の速度、減速度、および横加速度の変化を示した図であり、図６（ａ）は、区間距離Ｌが長い場合の減速制御時の変化を示した図であり、図６（ｂ）は、区間距離Ｌが（ａ）に比べて短い場合の減速制御時の変化を示した図である。

図６（ａ）は、区間距離Ｌ１で、アクセルペダルを離して、目標減速度Ｇｘ＝２ｍ／ｓ^２でカーブ路の入口位置まで減速制御したものであり、最小曲率半径Ｒのカーブ路の入口位置Ｐに到達後は、減速を終了させる。この場合は、図５（ａ）と同じような結果となる。

しかし、より短い区間距離Ｌ２でアクセルペダルが離される場合、目標減速度Ｇｘ＝２ｍ／ｓ^２で減速制御した場合には、減速距離が短くなるため、カーブ路通過速度が高くなり、横加速度は４ｍ／ｓ^２に達する。路面の摩擦係数が３．５ｍ／ｓ^２相当であれば、横加速度４ｍ／ｓ^２にてカーブ路を通過できず、走行軌跡が膨らむおそれがある。

図７は、減速制御時の車両とカーブ路との関係を説明するための図であり、図８は、本実施形態に係る減速支援装置を用いて減速制御を行ったときの車速、減速度、及び横加速度を示しており、図９は、従来の制御装置を用いて減速制御を行ったときの車速、減速度、及び横加速度を示している。

図７のように、最小曲率半径Ｒ９３ｍカーブ路に接近中に、３つの区間距離１０８ｍ、７２ｍ、３６ｍのタイミングでアクセルペダルが離され、減速制御タイミング（アクセルペダルを離したタイミング）における車速２２．２ｍ／ｓ（８０ｋｍ／ｈ）している場合を想定する。

図８の車速、減速度、横加速度は、目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙの比を１：３に設定し、上記条件と式（５）に基づいて目標減速度Ｇｘを演算し、この演算結果に基づいて減速制御がされたときの値である。図９は、アクセルペダルが離されるタイミングが早い順に、アクセル開度をＴ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ、車速をＶ１ａ，Ｖ２ａ，Ｖ３ａ、減速度をＧｘ１ａ，Ｇｘ２ａ，Ｇｘ３ａ、横加速度をＧｙ１ａ，Ｇｙ２ａ，Ｇｙ３ａで示す。

図８に示すように、本実施形態では、減速制御の開始タイミングにおける自車とカーブ路の距離が近いほど、減速制御において、カーブ路の入口位置の進入前の減速度が大きくなるように、車両が減速制御されるため、実際の減速度のピークがＧｘ１ａ＜Ｇｘ２ａ＜Ｇｘ３ａの順に大きくなる。また、減速制御の時間は、カーブ路の距離が近いほど短くなる。さらに、実際の横加速度のピークは、Ｇｙ１ａ＜Ｇｙ２ａ＜Ｇｙ３ａの順に大きくなり、カーブ路走行中の車速も、Ｖ１ａ＜Ｖ２ａ＜Ｖ３ａの順に大きくなる。最小曲率半径のカーブ路の入口位置Ｐまで減速制御を行うので、横加速度のピークが発生するまでに減速制御が終了し、車速を十分低下できるため、横加速度が単調増加する。すなわち、横加速度が極大値を示すことがなく、路面摩擦係数を越えにくい減速制御を実現することができる。

一方、図９に示すように、減速制御の開始タイミングにおける自車両とカーブ路の入口位置までの区間距離が近いほど、カーブ路進入前の減速度が小さくなるように、車両を減速制御した場合であり、減速制御の開始タイミングは本実施形態の開始タイミングを同じにする。また、最終的なカーブ路通過時（カーブ路走行中）の車速および横加速度は、図８と同じになるように減速制御を行うものとする。本実施形態では、アクセルペダルが離されるタイミングが早い順に、アクセル開度をＴ１ｂ，Ｔ２ｂ，Ｔ３ｂ、車速をＶ１ｂ，Ｖ２ｂ，Ｖ３ｂ、減速度をＧｘ１ｂ，Ｇｘ２ｂ，Ｇｘ３ｂ、横加速度をＧｙ１ｂ，Ｇｙ２ｂ，Ｇｙ３ｂで示した。

図９に示すように、これまでのように減速制御を行った場合には、減速制御の開始タイミングにおける自車とカーブ路の距離が近いほど、カーブ路進入前の減速度が大きくなるように、車両を制御するため、実際の減速度のピークがＧｘ３ａ＜Ｇｘ２ａ＜Ｇｘ１ａの順に大きくなる。一方、実際の横加速度のピークはＧｙ１ａ＜Ｇｙ２ａ＜Ｇｙ３ａの順に大きくなる。横加速度のピークが発生するまでには、減速制御を終了しないため、カーブ路進入時に車速を十分低下できない。この結果、横加速度が一時的に本実施形態の減速制御を行った場合に比べて（図８）大きな値を示す。すなわち、これまでの減速制御で車両を走行させた場合には、カーブ路走行中に、車両に作用する横加速度が極大値を示すことがあり、この間に路面摩擦係数を越え、カーブ路を通過できず、走行軌跡が膨らむおそれがある。

本実施形態では、カーブ路の最小曲率半径の地点を基準位置として、区間距離Ｌとカーブ路の最小曲率半径Ｒを求めたが、カーブ路の最小曲率半径の地点を特定せずに、複数の基準位置について目標減速度Ｇｘと目標横加速度Ｇｙを求めても良い。

例えば、図１０に示すように、一つの基準位置の区間距離Ｌａ，カーブ路の半径Ｒａについて、目標減速度Ｇｘａと目標横加速度Ｇｙａを求める。また、別の基準位置の区間距離Ｌｂ，カーブ路半径Ｒｂについて、目標減速度Ｇｘｂと目標横加速度Ｇｙｂを求める。

具体的は、カーブ情報演算部５２が、カーブ路の情報に基づいて、カーブ路を構成する複数円弧の曲率半径を演算する。そして、これまでのカーブ路の入口位置として、各曲率半径が演算されたカーブ路の位置を設定し、区間距離として、車両からカーブ路の入口位置までの各区間距離Ｌａ，Ｌｂを演算する。

次に、目標減速度演算部５５が、各区間距離における目標減速度Ｇｘａ，Ｇｘｂ…を上述した式を用いて演算する。そして、目標減速度Ｇｘａ、Ｇｘｂ…を比較して、最も大きい目標減速度を最終的な目標減速度Ｇｘとして選択する。減速制御部５６は、目標減速度のうち最も大きい目標減速度に基づいて、前記車両の減速制御を行う。これによって、複雑な形状のカーブ路や、Ｓ字カーブ路のような複合カーブ路に対しても路面摩擦係数を越えにくい減速制御を実現することができる。

以上のように、本実施形態によれば、運転者の操作状態に応じて減速制御の開始タイミングを判断し、減速制御の開始タイミングにおける自車両の位置からカーブ路の入口位置までの区間距離が近いほど、カーブ路進入前の減速度が大きくなるように、車両を減速制御するので、運転者の意図をより忠実に反映すると同時に、路面摩擦係数を越えにくい減速制御を実現することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。

たとえば、本実施形態では、最小曲率半径の円弧部分のカーブ路の入口位置までの区間距離を演算し、この区間距離において減速制御を行うことにより、運転者に違和感のない運転をすることができるが、カーブ路の入口位置を緩和曲線部分の入口位置にして、上述一連の減速制御をしてもよく、この場合は、路面摩擦係数を越えにくい減速制御を実現することができる。

また、本実施形態では、開始タイミング判断部が、前記車両の運転状態として、運転者がアクセルペダルを離したタイミング、すなわちアクセル開度が全閉となったタイミングに応じて、開始タイミングを判断したが、例えば、自動走行制御等を行っている場合は、コントローラからの電子制御ブレーキへの減速すべき制御信号に応じて、開始タイミングを判断してもよい。

また、本実施形態では、エネルギー保存の法則の式を用いて、目標減速度演算部が、減速制御の開始タイミング時の区間距離、車速、カーブ路の最小曲率半径等から、減速制御の開始タイミング時の区間距離が短いほど、減速制御時の車両の減速度が大きくなるように、目標減速度の演算を行うことにより、より簡潔に目標減速度を演算することができたが、例えば、予め、区間距離、カーブ路の曲率半径、減速制御の開示タイミング時の車速との関係のマップから、基準となら減速度を設定しておき、この基準となる減速度に対して、減速制御の開始タイミング時の区間距離が短いほど、減速制御時の車両の減速度が大きくなるように、目標減速度を演算（補正）してもよい。

本実施形態に係る減速支援装置を搭載した車両の全体構成図。 図１に示す本実施形態に係る減速支援装置の制御ブロック図。 図２に示す減速支援装置の制御ブロック図に基づいて、減速制御を行うための制御フロー図。 減速制御時の車両とカーブ路との関係を説明するための図であり、図４（ａ）は、区間距離Ｌが長い場合の減速制御を説明するための図であり、（ｂ）は、区間距離Ｌが（ａ）に比べて短い場合の減速制御を説明するための図。 本実施形態に係る減速制御を行った場合の、車両の速度、減速度、および横加速度の変化を示した図であり、図５（ａ）は、区間距離Ｌが長い場合の減速制御時の変化を示した図であり、（ｂ）は、区間距離Ｌが（ａ）に比べて短い場合の減速制御時の変化を示した図。 区間距離に拘らず目標減速度を固定した場合の車両の速度、減速度、および横加速度の変化を示した図であり、図６（ａ）は、区間距離Ｌが長い場合の減速制御時の変化を示した図であり、図６（ｂ）は、区間距離Ｌが（ａ）に比べて短い場合の減速制御時の変化を示した図。 減速制御時の車両とカーブ路との関係を説明するための図。 本実施形態に係る減速支援装置を用いて減速制御を行ったときの車速、減速度、及び横加速度を示した図。 従来の制御装置を用いて減速制御を行ったときの車速、減速度、及び横加速度を示した図。 本実施形態の別の態様における目標減速度の算出方法を説明するための図。

符号の説明

１０ コントローラ（減速支援装置）
２２ 操舵角センサ
２３ 方向指示器レバー
２４ アクセルペダル操作量センサ（アクセル開度検出手段）
２５ ブレーキペダル操作量センサ
２６ ナビゲーション装置
２７ｆＬ 車輪速センサ
２８ 車両挙動センサ
２９ 入力装置
３０ｆ、３０ｒ カメラ
３１ｆ、３１ｒ レーダ
４１ エンジン
４２ 電子制御ブレーキ
４３ 車軸
４５ ブレーキディスク
４６ ブレーキバッド
４８ 情報提供部
５１ 道路情報取得部
５２ カーブ情報演算部
５３ 運転者意思取得部
５４ 減速意思判断部
５５ 目標減速度演算部
５６ 減速制御部

Claims (7)

1. 車両前方のカーブ路の情報を取得する道路情報取得部と、前記カーブ路の情報に基づいて、前記車両から前記カーブ路の入口位置までの区間距離を演算するカーブ情報演算部と、前記車両の運転状態に応じて、前記車両の減速制御を開始する開始タイミングを判断する開始タイミング判断部と、前記減速制御時の目標減速度を演算する目標減速度演算部と、該目標減速度に基づいて前記車両を減速制御する減速制御部と、を備え、
   前記目標減速度演算部は、前記開始タイミング時の前記区間距離と車速とに基づいて、前記区間距離が短いほど、前記減速制御時の車両の減速度及び前記カーブ路走行時の車両の横加速度とが大きくなるように、前記目標減速度の演算を行うことを特徴とする車両の減速支援装置。
2. 前記減速制御部は、前記車両が前記カーブ路の入口位置に到達するまで、前記減速制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の減速支援装置。
3. 前記カーブ情報演算部は、前記カーブ路の情報に基づいて、前記カーブ路を構成する複数の連続した円弧部分の曲率半径を演算し、該曲率半径が最小となる円弧部分のカーブ路の入口位置を、前記カーブ路の入口位置として、前記区間距離を演算することを特徴とする請求項１に記載の車両の減速支援装置。
4. 前記開始タイミング判断部は、前記車両の運転状態として、アクセル開度が全閉となったタイミングに応じて、前記開始タイミングを判断することを特徴とする請求項１に記載の車両の減速支援装置。
5. 前記横加速度の最大値と、前記カーブ路に前記車両が進入するまでの前記減速度の最大値とが、一定比率になるように、前記目標減速度の演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の減速支援装置。
6. 前記目標減速度演算部は、前記比率を変更する比率変更部を備えることを特徴とする請求項５に記載の車両の減速支援装置。
7. 前記カーブ情報演算部は、前記カーブ路の情報に基づいて、前記カーブ路を構成する複数の連続した円弧部分の曲率半径を演算し、前記カーブ路の入口位置として、前記各曲率半径が演算されたカーブ路の位置を設定し、前記区間距離として、前記車両から前記各カーブ路の位置までの区間距離を演算し、
   前記目標減速度演算部は、前記区間距離毎に前記目標減速度を演算し、
   前記減速制御部は、前記目標減速度のうち最も大きい目標減速度に基づいて、前記車両の減速制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の減速制御装置。

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