JP6075329B2 - 車両制御装置および車両制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、先行車両と自車両との車間距離が基準距離となるよう自車両を制御する車両制御装置、および車両制御プログラムに関する。

上記の車両制御装置として、追い越し時に目標車速をより高い値に変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０６−００８７４７号公報

上記車両制御装置では、追い越しできない状態では先行車両に追いついてしまう。このため、追い越しできない状態から追い越しできる状態になったときに追い越しを実施しようとすると、既に車間距離が詰まった状態になっているため、追い越し車線に入ってから加速しなければならない。よって、追い越しがスムーズでないという問題点があった。

そこで、このような問題点を鑑み、先行車両と自車両との車間距離が基準距離となるよう自車両を制御する車両制御装置において、スムーズな追い越しができるようにすることを本発明の目的とする。

本発明の車両制御装置において、追い越し可否情報取得手段は、自車両が先行車両を追い越すことができるか否かを表す追い越し可否情報を取得し、車間距離補正手段は、自車両が先行車両を追い越すことができない場合、基準距離に対して補正距離を付加することによって車間距離を補正する。

このような車両制御装置によれば、先行車両を追い越すことができない場合に、補正距離分だけ加速するための車間距離を確保できるので、追い越し可能となったときにスムーズな追い越しを行うことができる。

なお、上記目的を達成するためには、本発明をプログラムとして実現してもよい。すなわち、コンピュータを、車両制御装置を構成する各手段として実現するための車両制御プログラムとしてもよい。また、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、発明の目的を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

本発明が適用された車両制御装置１の概略構成を示すブロック図である。 処理部１０（ＣＰＵ１１）が実行する運転支援処理を示すフローチャート（その１）である。 処理部１０（ＣＰＵ１１）が実行する運転支援処理を示すフローチャート（その２）である。 速度と車間距離との関係を示すグラフである。 車間距離設定の変化を示す平面図である。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［本実施形態の構成］
本発明が適用された車両制御装置１は、例えば乗用車等の車両（自車両）に搭載されている。この車両制御装置１は、設定速度を上限として自車両を走行させ、かつ自車両に先行して自車両と同じ車線を走行する先行車両と自車両との車間距離が基準距離以上となるよう自車両を制御する。特に、本実施形態の車両制御装置１では、先行車両を追い越すことができない場合に、車間距離を広く設定し、将来追い越しを行う際の加速をしやすくする機能や、追い越しできない状況から追い越し可能な状況に遷移する際に、自車両を加速させて追い越しを行いやすくする機能を備えている。

車両制御装置１は、図１に示すように、処理部１０と、ナビゲーション装置２１と、他車両情報取得部２２と、車間距離検出部２３と、挙動制御部２６と、報知部２７とを備えている。ナビゲーション装置２１は、地図情報と現在地検出機能とを備え、地図情報に基づいて自車両を目的地まで案内する機能を実行する。

また、ナビゲーション装置２１は、処理部１０からの要求に応じて、自車両が走行する道路において自車両の位置における追い越し可否、自車両が走行する道路において追い越し可能な追い越し可能領域までの距離、その追い越し可能領域の長さの情報等の各種情報（地図情報の一部）を処理部１０に送る。

他車両情報取得部２２は、自車両の周囲に位置する他車両から車車間通信等によって得られる情報を取得する。他車両から得られる情報としては、この情報を送信する他車両の位置、走行速度等の情報等が挙げられる。他車両情報取得部２２は、他車両から得られた情報を処理部１０に送る。

車間距離検出部２３は、自車両の直前に位置する先行車両と自車両との車間距離や先行車両との相対速度を測定する機能を有する。車間距離検出部２３は、例えば、ステレオカメラによる撮像画像を画像処理する構成やレーダ等として構成されていればよい。車間距離検出部２３は、先行車両との車間距離の情報を処理部１０に送る。

挙動制御部２６は、例えば、自車両のスロットル開度および制動を制御するアクチュエータとして構成されている。挙動制御部２６は、処理部１０からの指令に応じてスロットル開度および制動を適宜変更することによって、処理部１０からの指令通りに自車両の走行速度や車間距離を制御する。また、挙動制御部２６は、処理部１０からの指令に応じて自車両の操舵角を制御するアクチュエータも備えている。

報知部２７は、処理部１０からの指令に応じて自車両のドライバに報知を行うスピーカやディスプレイとして構成されている。なお、報知部２７による報知の態様は任意の形態を取り得る。

処理部１０は、ＣＰＵ１１とＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ１２とを備えたコンピュータとして構成されている。ＣＰＵ１１はメモリ１２に格納されたプログラム（車両制御プログラムを含む）に基づいて、各種処理を実施する。

また、処理部１０は、先行車両との車間距離が設定された目標車間距離以上に維持されるようにしつつ、可能な限り目標車速で自車両を走行させるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）を実施する。また、ＡＣＣに加えて操舵も自動で行う自動操縦も実施する。

［本実施形態の処理］
このように構成された車両制御装置１において、処理部１０は、図２に示す運転支援処理を実施する。運転支援処理は、自動操縦の作動中において、自車両が先行車両を追い越すことができるか否かを表す追い越し可否情報を取得し、自車両が先行車両を追い越すことができない場合、通常の車間距離に対して補正距離を付加することを基本とする処理である。

また、運転支援処理は、例えば、自動操縦の作動中において、車間距離検出部２３により先行車両が検出されると開始される処理であり、その後、先行車両が検出されている限り繰り返し実施される処理である。

運転支援処理では、図２に示すように、まず、自車両情報を取得する（Ｓ１１０）。この処理では、車速センサ（図示省略）にて得られる自車両の走行速度の情報や、ナビゲーション装置２１から得られる自車両の走行位置情報（現在地の情報）を取得する。また、自車両情報としては、自車両の自動運転時の設定速度（自車両設定速度Ｖ１）についても取得する。

続いて、先行車両情報を取得する（Ｓ１２０）。この処理では、他車両情報取得部２２や車間距離検出部２３から得られる先行車両の位置および走行速度（先行車両速度Ｖ２）の情報を先行車両情報として取得する。

続いて、道路情報を取得する（Ｓ１３０）。この処理では、ナビゲーション装置２１から自車両が走行する道路において自車両の位置における追い越し可否、追い越し可能な追い越し可能領域までの距離、追い越し可能領域の長さの情報等を道路情報として取得する。

次に、追い越し準備中であるか否かについて判定する（Ｓ１４０）。追い越し準備中であるか否かは、メモリ１２に記録された追従制御状態（フラグ）による。追従制御状態は、追い越し準備中であるか否かを特定するためのものであり、後述するＳ２７０の処理が実施されるまでは追い越し準備中でない状態であり、Ｓ２７０の処理が実施されると追い越し準備中の状態となる。なお、追い越し準備中の状態は、追い越しを実施（Ｓ３６０の実施）するか、追い越し準備中をキャンセルする（Ｓ３７０の実施）まで継続され、これら何れかの処理が実施されると追い越し準備中でない状態となる。

追い越し準備中であれば（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、後述するＳ３１０の処理（図３参照）に移行する。また、追い越し準備中でなければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、目標車間距離範囲内に先行車両が存在するか否かを判定する（Ｓ２１０）。

ここで、目標車間距離とは、図４に示すところの通常目標車間距離を示し、この通常目標車間距離は、図４に示すように、自車両の走行速度が増加するにつれて増加するようマップにおいて設定されている。自車両が追い越し等を行わない通常の走行時においては、図５の破線枠［Ａ］に示すように、自車両５１と先行車両５２とは通常目標車間距離（通常設定）以上の車間距離を保持して走行することになる。

目標車間距離範囲内に先行車両が存在しなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、目標車間距離範囲内に先行車両が存在すれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、自車両設定速度Ｖ１と、先行車両速度Ｖ２とを比較する（Ｓ２２０）。自車両設定速度Ｖ１が先行車両速度Ｖ２以下であれば（Ｓ２２０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。

また、自車両設定速度Ｖ１が先行車両速度Ｖ２よりも大きければ（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、自車両の走行位置が追い越し不可能な領域であるか否かを判定する（Ｓ２３０）。この処理では、ナビゲーション装置２１から得られた追い越し可否についての情報に基づいて判定を行う。

自車両の走行位置が追い越し可能な領域であれば（Ｓ２３０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、自車両の走行位置が追い越し不可能な領域であれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、近い将来において追い越しを実施するか否かを判定する（Ｓ２４０）。

この処理では、自車両から追い越しが可能になる区間までの距離Ｌと予め設定された閾値Ａ１とを比較するとともに、距離Ｌを現在の自車両の走行速度Ｖｎで除して得られる時間Ｔと予め設定された閾値Ｂ１とを比較する。すなわち、追い越し可能になるまでの距離や時間と閾値とを比較している。

また、この処理では、ドライバによる追い越し意思の有無についても判定する。ドライバによる追い越しの意思は、例えば、図示しないメカスイッチに対するドライバによる操作状況を取得すること等によって検出すればよい。

自車両から追い越しが可能になる区間までの距離Ｌが閾値Ａ１よりも大きく、追い越し可能になるまでの時間Ｔが閾値Ｂ１よりも大きく、かつ、ドライバによる追い越し意思が取得されていない場合には（Ｓ２４０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、自車両から追い越しが可能になる区間までの距離Ｌが閾値Ａ１以下であるか、追い越し可能になるまでの時間Ｔが閾値Ｂ１以下であるか、或いは、ドライバによる追い越し意思が取得されていた場合には（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、Ｓ２５０の処理に移行する。

すなわち、直近の追い越し可能区間の距離Ｘ（距離Ｌが対応する追い越し可能区間の長さ）に自車両の設定速度Ｖ１での通常目標車間距離を加算した値をＸ１とする（Ｓ２５０）。そして、追い越し可能区間において追い越しが完了するか否かを判定する（Ｓ２６０）。

例えば、距離Ｘ１を自車両の設定速度Ｖ１除した値と、距離Ｘを先行車両速度Ｖ２で除した値とを比較する。そして、距離Ｘ１を自車両の設定速度Ｖ１除した値が距離Ｘを先行車両速度Ｖ２で除した値未満であれば、追い越し可能区間において追い越しが完了すると判定する。

追い越し可能区間において追い越しが完了しなければ（Ｓ２６０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、追い越し可能区間において追い越しが完了すれば（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、メモリ１２において追従走行制御の状態を追い越し準備中に設定するとともに、追い越し準備中の制御を行う旨を、報知部２７を用いてドライバに報知し（Ｓ２７０）、運転支援処理を終了する。

ところで、Ｓ１４０の処理にて追い越し準備中である場合には、図３に示すように、Ｓ３１０以下の処理を実施する。まず、目標車間距離を設定する（Ｓ３１０）。この処理では、図４に示すように、通常目標車間距離に対して補正距離を付加した値を目標車間距離とする。

補正距離は、図４に示すように、先行車両速度Ｖ２に対して設定される距離であり、先行車両速度Ｖ２が速くなるにつれて大きくなるよう設定されている。このような目標車間距離が設定されると、図５の破線枠［Ｂ］に示すように、破線枠［Ａ］にて示す車間距離と比較して、補正距離分だけ車間距離が増加する。

続いて、自車両の加速を開始するか否かを判定する（Ｓ３２０）。この処理では、追い越しが可能になる区間までの距離Ｌと予め設定された閾値Ａ２とを比較するとともに、追い越しが可能になるまでの時間Ｔと予め設定された閾値Ｂ２とを比較する。なお、閾値Ａ２は閾値Ａ１未満の値に設定されており、閾値Ｂ２は閾値Ｂ１未満の値に設定されている。

追い越しが可能になる区間までの距離Ｌが閾値Ａ２よりも大きく、かつ追い越しが可能になるまでの時間Ｔが閾値Ｂ２よりも大きければ（Ｓ３２０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、追い越しが可能になる区間までの距離Ｌが閾値Ａ２以下、または追い越しが可能になるまでの時間Ｔが閾値Ｂ２以下であれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、目標車間距離および自車両目標加速度を設定する（Ｓ３３０）。

この処理において、目標車間距離については、補正距離を除いた通常目標車間距離に設定する。また、自車両目標加速度は、自車両を加速させる際の目標となる加速度である。自車両目標加速度は、例えば、（Ｖ１−Ｖｎ）／Ｔおよび（Ｖ１×Ｖ１−Ｖｎ×Ｖｎ）／２Ｌのうちの何れかの式を用いて求めた値を設定すればよい。

このように目標車間距離および自車両目標加速度が設定されると、図５における破線枠［Ｃ］にて示すように、車間距離は目標加速度に応じて通常目標車間距離を下限値として徐々に縮まることになる。つまり、自車両が追い越し可能区間に入る前に、追い越しのための加速を開始することになる。なお、この際の自車両の走行速度の上限値は、予め設定された設定車速となる。

続いて、自車両位置が追い越し可能区間か否かを判定する（Ｓ３４０）。この処理では、距離Ｌの対象となっていた追い越し可能区間に進入したか否かを判定する。自車両位置が追い越し可能区間でなければ（Ｓ３４０：ＮＯ）、運転支援処理を終了する。また、自車両位置が追い越し可能区間であれば（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、追い越し可能区間において追い越しが完了するか否かを判定する（Ｓ３５０）。

この処理では、例えば、自車両の位置から自車両が進入した追い越し可能区間の終了位置までの距離Ｘ２を自車両設定速度Ｖ１で除した値と、距離Ｘ２から先行車両との車間距離を減算した値を先行車両速度Ｖ２で除した値とを比較する。そして、追い越し可能区間の終了位置までの距離Ｘ２を自車両設定速度Ｖ１で除した値が、距離Ｘ２から先行車両との車間距離を減算した値を先行車両速度Ｖ２で除した値未満であれば、追い越し可能区間において追い越しが完了すると判定する。

追い越し可能区間において追い越しが完了すれば（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、走行車線を変更して追い越しを行う作動を実行する（Ｓ３６０）。この処理では、挙動制御部２６に対して、先行車両を追い越して元の車線に戻る挙動を指示、この指示を受けた挙動制御部２６が自車両を制御する。このような処理が終了すると、運転支援処理を終了する。

また、追い越し可能区間において追い越しが完了しなければ（Ｓ３５０：ＮＯ）、追い越し準備中をキャンセルし（Ｓ３７０）、運転支援処理を終了する。
［本実施形態による効果］
以上のように詳述した車両制御装置１において処理部１０は、自車両が先行車両を追い越すことができるか否かを表す追い越し可否情報を取得し、車間距離補正手段は、自車両が先行車両を追い越すことができない場合、基準距離に対して補正距離を付加することによって車間距離を補正する。

このような車両制御装置１によれば、先行車両を追い越すことができない場合に、加速するための車間距離を確保できるので、追い越し可能となったときにスムーズな追い越しを行うことができる。

また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、ドライバによる追い越しの意思がある旨、および追い越し可能な区間までの距離または到達時間が基準値未満である旨、の少なくとも何れかを表す追い越し準備情報を取得し、自車両が先行車両を追い越すことができない場合であって、かつ追い越し準備情報が取得された場合にだけ、車間距離を補正する。

このような車両制御装置１によれば、追い越し準備情報が取得された場合にだけ、車間距離を補正するので、追い越し準備情報が取得されないときには車間距離を基準距離に保つことができる。

また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、先行車両の走行速度を取得し、先行車両速度が速くなるにつれて基準距離を長く設定する。
このような車両制御装置１によれば、先行車両速度が速くなるにつれて基準距離を長く設定するので、速度に応じた安全な車間距離を確保することができる。また、速度が増加すると基準距離に補正距離を付加した距離も増加するので、追い越しの際に加速するための車間距離も確保することができる。

また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、自車両が先行車両を追い越すことができない状態から先行車両を追い越すことができる状態に遷移した旨、または近い将来に自車両が先行車両を追い越すことができる状態に遷移する旨を表す状態遷移情報を取得する。そして、状態遷移情報を取得した場合、車間距離を基準距離に補正する。

このような車両制御装置１によれば、追い越しができる状態に遷移する状況で、車間距離を短くすることを許可することができる。よって、追い越しを実行しやすくすることができる。

また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、状態遷移情報を取得した場合に自車両を加速させるための出力を行う。
このような車両制御装置１によれば、車間距離が基準距離となるまでの範囲内において自車両を加速させることができる。よって、この状態で車線変更を行えば、スムーズな追い越しを行うことができる。

また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、自車両を加速させる際に、予め設定された設定速度を上限として自車両を加速させる。
このような車両制御装置１によれば、自車両がドライバの意図しない速度まで加速されることを抑制することができる。

また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、自車両および先行車両の走行速度の情報、並びに先行車両を追い越すことができる区間の長さの情報を取得し、自車両および先行車両の走行速度、並びに区間の長さを用いて先行車両を追い越すことができる区間内にて自車両が先行車両を追い越すことができるか否かを判定する。そして、処理部１０は、先行車両を追い越すことができる区間内にて自車両が先行車両を追い越すことができないと判定された場合に、自車両を加速させるための出力を禁止する。

このような車両制御装置１によれば、先行車両を追い越すことができないと予想される状況で無駄な加速が実施されることを抑制することができる。
また、上記の車両制御装置１において処理部１０は、基準距離に対して補正距離を付加する補正をしている際に、該補正をしている旨をドライバに報知する。

このような車両制御装置１によれば、補正距離が付加された車間距離に変更されたことをドライバに認識させることができる。
［その他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

例えば、上記実施形態においては、車両制御装置１は自動操縦を行うものとして説明したが、操舵については行わないＡＣＣとして構成してもよい。この場合、Ｓ３６０の処理では、追い越しを行う作動に替えて追い越しをするよう促す報知を行えばよい。

［実施形態の構成と本発明の手段との対応関係］
上記実施形態において処理部１０が実行する処理のうちのＳ１１０、Ｓ１３０、Ｓ２４０の処理は本発明でいう準備情報取得手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１２０の処理は本発明でいう先行車両速度取得手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ１３０の処理は本発明でいう追い越し長さ情報取得手段に相当し、上記実施形態におけるＳ１３０、Ｓ２３０の処理は本発明でいう追い越し可否情報取得手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ１３０、Ｓ３２０の処理は本発明でいう状態遷移情報取得手段に相当し、上記実施形態におけるＳ２７０の処理は本発明でいう報知手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ３１０の処理は本発明でいう車間距離補正手段に相当し、上記実施形態におけるＳ３１０の処理は本発明でいう基準距離設定手段に相当する。

さらに、上記実施形態におけるＳ３３０、Ｓ３６０の処理は本発明でいう加速出力手段に相当し、上記実施形態におけるＳ３５０の処理は本発明でいう追いこし可否判定手段に相当する。また、上記実施形態におけるＳ３７０の処理は本発明でいう出力禁止手段に相当する。

１…車両制御装置、１０…処理部、１１…ＣＰＵ、１２…メモリ、２１…ナビゲーション装置、２２…他車両情報取得部、２３…車間距離検出部、２６…挙動制御部、２７…報知部、５１…自車両、５２…先行車両。

Claims (8)

1. 自車両に搭載され、自車両に先行して自車両と同じ車線を走行する先行車両と自車両との距離を表す車間距離が、設定された基準距離となるよう自車両を制御する車両制御装置（１）であって、
   自車両が前記先行車両を追い越すことができるか否かを表す追い越し可否情報を取得する追い越し可否情報取得手段（Ｓ１３０、Ｓ２３０）と、
   自車両が前記先行車両を追い越すことができない場合、自車両が前記先行車両を追い越すための加速を開始する前に、前記基準距離に対して補正距離を付加することによって車間距離を補正する車間距離補正手段（Ｓ３１０）と、
   ドライバによる追い越しの意思がある旨、および追い越し可能な区間までの距離または到達時間が基準値未満である旨、の少なくとも何れかを表す追い越し準備情報を取得する準備情報取得手段（Ｓ１１０、Ｓ１３０、Ｓ２４０）と、
   を備え、
   前記車間距離補正手段は、自車両が先行車両を追い越すことができない場合であって、かつ前記追い越し準備情報が取得された場合にだけ、前記車間距離を補正すること
   を特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記先行車両の走行速度を取得する先行車両速度取得手段（Ｓ１２０）と、
   前記先行車両速度が速くなるにつれて前記基準距離を長く設定する基準距離設定手段（Ｓ３１０）と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両制御装置において、
   自車両が先行車両を追い越すことができない状態から先行車両を追い越すことができる状態に遷移した旨、または近い将来に自車両が先行車両を追い越すことができる状態に遷移する旨を表す状態遷移情報を取得する状態遷移情報取得手段（Ｓ１３０、Ｓ３２０）、を備え、
   前記車間距離補正手段は、前記状態遷移情報を取得した場合、前記車間距離を前記基準距離に補正すること
   を特徴とする車両制御装置。
4. 請求項３に記載の車両制御装置において、
   前記状態遷移情報を取得した場合に自車両を加速させるための出力を行う加速出力手段（Ｓ３３０、Ｓ３６０）、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
5. 請求項４に記載の車両制御装置において、
   前記加速出力手段は、予め設定された設定速度を上限として自車両を加速させること
   を特徴とする車両制御装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の車両制御装置において、
   自車両および前記先行車両の走行速度の情報、並びに先行車両を追い越すことができる区間の長さの情報を取得する追い越し長さ情報取得手段（Ｓ１３０）と、
   前記自車両および前記先行車両の走行速度、並びに前記区間の長さを用いて前記先行車両を追い越すことができる区間内にて自車両が前記先行車両を追い越すことができるか否かを判定する追いこし可否判定手段（Ｓ３５０）と、
   前記先行車両を追い越すことができる区間内にて自車両が前記先行車両を追い越すこと
   ができないと判定された場合に、前記自車両を加速させるための出力を禁止する出力禁止手段（Ｓ３７０）と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
7. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両制御装置において、
   前記基準距離に対して前記補正距離を付加する補正をしている際に、該補正をしている旨をドライバに報知する報知手段（Ｓ２７０）、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
8. コンピュータを、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車両制御装置を構成する各手段として機能させるための車両制御プログラム。