(57)【要約】【課題】走行路の曲率に応じた横加速度が発生するように経路コストを適切に規定する。【解決手段】車両運転支援システム１００において、ＥＣＵ１０は、カメラ２１などから取得された走行路情報に基づき複数の走行経路候補ＲＣを設定し、複数の走行経路候補ＲＣについて経路コストを求め、経路コストに基づき複数の走行経路候補ＲＣから目標走行経路を設定する。特に、ＥＣＵ１０は、走行路５の曲率（１／Ｒ）に応じて車両が発生すべき目標横加速度ＬＡ１を算出し、走行経路候補ＲＣを車両１が走行したときに発生する横加速度が目標横加速度ＬＡ１である場合には、当該横加速度が目標横加速度ＬＡ１でない場合よりも、経路コストを低く設定するように構成される。【選択図】図４
2020111302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両運転支援システムであって、
車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、
前記走行路情報に基づいて、前記走行路において前記車両のための目標走行経路を設定し、前記目標走行経路に沿って前記車両が走行するように、前記車両を運転制御するように構成された制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記走行路情報に基づいて、前記目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定し、
前記複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求め、
前記経路コストに基づき、前記複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を前記目標走行経路として選択するように構成され、
更に、前記制御装置は、
前記走行路の曲率に応じて前記車両が発生すべき目標横加速度を算出し、
前記走行経路候補を前記車両が走行したときに発生する横加速度が前記目標横加速度である場合には、当該横加速度が前記目標横加速度でない場合よりも、前記経路コストを低く設定するように構成される、
ことを特徴とする車両運転支援システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記走行経路候補を前記車両が走行したときに発生する横加速度が前記目標横加速度でない場合には、前記経路コストを、当該横加速度と前記目標横加速度との差が大きくなるにつれて高くなる値に設定するように構成される、請求項１に記載の車両運転支援システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記走行路の曲率に基づいて、前記走行路内の目標位置を前記車両に走行させるときに発生する横加速度を、前記目標横加速度として算出するように構成されている、請求項１又は２に記載の車両運転支援システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記目標位置を、前記走行路において前記車両が走行する自車レーンのセンターラインに設定するように構成されている、請求項３に記載の車両運転支援システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記走行経路候補を前記車両が走行したときに発生する横加速度が、前記目標横加速度よりも大きい所定の閾値以上である場合には、当該横加速度が前記閾値未満である場合よりも、前記経路コストを高く設定するように構成される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両運転支援システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記複数の走行経路候補のそれぞれの経路上に複数のサンプリング点を設定し、前記複数の走行経路候補のそれぞれに設定された前記複数のサンプリング点の各々について、前記横加速度に基づき前記経路コストを設定する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両運転支援システム。
【請求項７】
コンピュータを備える制御装置により実行される車両運転支援方法であって、
車両の走行路に関する走行路情報に基づいて、前記走行路において前記車両のための目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定するステップと、
前記複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求めるステップと、
前記経路コストに基づき、前記複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を前記目標走行経路として選択するステップと、
前記目標走行経路に沿って前記車両が走行するように、前記車両を運転制御するステップと、
を有し、
更に、前記方法は、前記経路コストを求めるステップにおいて、
前記走行路の曲率に応じて前記車両が発生すべき目標横加速度を算出し、
前記走行経路候補を前記車両が走行したときに発生する横加速度が前記目標横加速度である場合には、当該横加速度が前記目標横加速度でない場合よりも、前記経路コストを低く設定する、
ことを特徴とする車両運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のための走行経路を設定し、この走行経路に基づき運転支援を行う車両運転支援システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の走行経路生成アルゴリズムとして、ポテンシャル法や、スプライン補間関数や、Ａスター（Ａ＊）法や、ダイクストラ法や、ＲＲＴや、ステートラティス法などが用いられている。
【０００３】
Ａスター法やダイクストラ法では、縦横に区切られた各グリッドがノードとして設定されて、コスト（経路コスト）が最小となるようにノードを展開することで、経路探索が行われる。例えば、特許文献１には、グリッドで表された領域に含まれる始点から終点までの経路においてコストが最小の経路を選択する経路探索システムに関して、最小コストのノードを展開し、具体的には移動方向に応じて最小コストのノードからの展開方向の数を設定し、展開された最小コストのノードに対する移動方向を判定することが開示されている。
【０００４】
また、ステートラティス法では、走行路に多数のグリッド点からなるグリッド領域が設定され、このグリッド点を順次に連結することにより多数の走行経路候補が設定され、そして、これら走行経路候補から１つの走行経路が選択される。例えば、特許文献２には、グリッドマップ上の複数の走行経路を設定すると共に、グリッドマップの各セルについて自車両が走行した場合の危険度を示す移動コストを設定し、この移動コストに基づいて１つの走行経路を選択する車両運転支援システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１２８７５８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／０５１０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来から、走行経路の設定において、車両に発生する横方向の加速度、つまり横加速度に応じて規定された経路コストが用いられている。典型的な例では、横加速度が大きくなると、経路コストが高い値に設定されることが考えられる。この例では、横加速度が小さくなる走行経路が設定される傾向にある。
【０００７】
しかしながら、車両に発生する横加速度を小さくするという観点のみから走行経路を設定するのは望ましくない。これは、横加速度を小さくすることを最優先して走行経路を設定すると、車両が走行路内において走行すべき位置（例えば自車レーンのセンター位置）を適切に維持するのが困難になるからである。すなわち、そのような走行路内の所望の位置を車両に走行させるためには、走行路の曲率に応じた、ある程度の大きさの横加速度を車両から発生させることが望ましいからである。
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、走行路の曲率に応じた横加速度が発生するように経路コストを適切に規定することが可能な車両運転支援システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、車両運転支援システムであって、車両の走行路に関する走行路情報を取得する走行路情報取得装置と、走行路情報に基づいて、走行路において車両のための目標走行経路を設定し、目標走行経路に沿って車両が走行するように、車両を運転制御するように構成された制御装置と、を有し、制御装置は、走行路情報に基づいて、目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定し、複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求め、経路コストに基づき、複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を目標走行経路として選択するように構成され、更に、制御装置は、走行路の曲率に応じて車両が発生すべき目標横加速度を算出し、走行経路候補を車両が走行したときに発生する横加速度が目標横加速度である場合には、当該横加速度が目標横加速度でない場合よりも、経路コストを低く設定するように構成される、ことを特徴とする。
【００１０】
このように構成された本発明では、制御装置は、走行路の曲率に応じて車両が発生すべき目標横加速度を算出して、走行経路候補を車両が走行したときに発生する横加速度が目標横加速度である場合には、当該横加速度が目標横加速度でない場合よりも、経路コストを低く設定する。このような本発明によれば、経路コストを目標横加速度において最小値に設定するので、車両が走行路を走行するときに、この走行路の曲率に応じた目標横加速度が発生するような走行経路を適切に設定することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、制御装置は、走行経路候補を車両が走行したときに発生する横加速度が目標横加速度でない場合には、経路コストを、当該横加速度と目標横加速度との差が大きくなるにつれて高くなる値に設定するように構成される。
このように構成された本発明によれば、走行経路候補を車両が走行したときに発生する横加速度が目標横加速度から離れるにつれて経路コストを高くするので、目標横加速度が発生するような走行経路をより効果的に設定することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、制御装置は、走行路の曲率に基づいて、走行路内の目標位置を車両に走行させるときに発生する横加速度を、目標横加速度として算出するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、走行路内の目標位置を車両に走行させるときに発生する横加速度を目標横加速度として求めるので、この目標横加速度に応じて規定された経路コストを用いて、車両が目標位置を通過するような走行経路を適切に設定することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、制御装置は、目標位置を、走行路において車両が走行する自車レーンのセンターラインに設定するように構成されている。
このように構成された本発明によれば、車両が自車レーンのセンターラインを通過するような走行経路を適切に設定することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、制御装置は、走行経路候補を車両が走行したときに発生する横加速度が、目標横加速度よりも大きい所定の閾値以上である場合には、当該横加速度が閾値未満である場合よりも、経路コストを高く設定するように構成される。
このように構成された本発明によれば、比較的大きい横加速度が発生する走行経路に対して高い経路コストを付与するので、そのような走行経路が設定されることを適切に抑制できる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、制御装置は、複数の走行経路候補のそれぞれの経路上に複数のサンプリング点を設定し、複数の走行経路候補のそれぞれに設定された複数のサンプリング点の各々について、横加速度に基づき経路コストを設定する。
このように構成された本発明によれば、各走行経路候補に設定された複数のサンプリング点のそれぞれについて経路コストを求めるので、複数の走行経路候補のそれぞれを的確に評価することができる。
【００１６】
他の観点では、上記の目的を達成するために、本発明は、コンピュータを備える制御装置により実行される車両運転支援方法であって、車両の走行路に関する走行路情報に基づいて、走行路において車両のための目標走行経路を設定するための候補となる複数の走行経路候補を設定するステップと、複数の走行経路候補のそれぞれについて経路コストを求めるステップと、経路コストに基づき、複数の走行経路候補の中の１つの走行経路を目標走行経路として選択するステップと、目標走行経路に沿って車両が走行するように、車両を運転制御するステップと、を有し、更に、方法は、経路コストを求めるステップにおいて、走行路の曲率に応じて車両が発生すべき目標横加速度を算出し、走行経路候補を車両が走行したときに発生する横加速度が目標横加速度である場合には、当該横加速度が目標横加速度でない場合よりも、経路コストを低く設定する、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によっても、走行路の曲率に応じた目標横加速度が発生するような走行経路を適切に設定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車両運転支援システム及び方法によれば、走行路の曲率に応じた横加速度が発生するように経路コストを適切に規定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による運転支援の基本概念についての説明図である。
【図３】本発明の実施形態による経路コストを規定する上での前提についての説明図である。
【図４】本発明の実施形態による経路コストを規定するマップである。
【図５】本発明の実施形態による運転支援処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両運転支援システム及び方法について説明する。
【００２０】
［システム構成］
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による車両運転支援システムの構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両運転支援システムの概略構成を示すブロック図である。
【００２１】
車両運転支援システム１００は、車両１のための目標走行経路を設定して、車両１をこの目標走行経路に沿って走行させるように運転支援制御（自動運転制御）を行うように構成されている。図１に示すように、車両運転支援システム１００は、車両制御装置又はコントローラとしてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０と、複数のセンサ類と、複数の制御システムと、を有する。
【００２２】
具体的には、複数のセンサ類には、カメラ２１、レーダ２２や、車両１の挙動や乗員による運転操作を検出するための車速センサ２３、加速度センサ２４、ヨーレートセンサ２５、操舵角センサ２６、アクセルセンサ２７、ブレーキセンサ２８が含まれている。さらに、複数のセンサ類には、車両１の位置を検出するための測位システム２９、ナビゲーションシステム３０が含まれている。複数の制御システムには、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３が含まれている。
【００２３】
また、他のセンサ類として、車両１に対する周辺構造物の距離及び位置を測定する周辺ソナー、車両１の４箇所の角部における周辺構造物の接近を測定するコーナーレーダや、車両１の車室内を撮影するインナーカメラが含まれていてもよい。
【００２４】
ＥＣＵ１０は、複数のセンサ類から受け取った信号に基づいて種々の演算を実行し、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３に対して、それぞれエンジンシステム、ブレーキシステム、ステアリングシステムを適宜に作動させるための制御信号を送信する。ＥＣＵ１０は、１つ以上のプロセッサ（典型的にはＣＰＵ）と、各種プログラムを記憶するメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）と、入出力装置などを備えたコンピュータにより構成される。なお、ＥＣＵ１０は、本発明における「制御装置」の一例に相当する。
【００２５】
カメラ２１は、車両１の周囲を撮影し、画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、カメラ２１から受信した画像データに基づいて、対象物（例えば、先行車両、駐車車両、歩行者、走行路、区画線（車線境界線、白線、黄線）、交通信号、交通標識、停止線、交差点、障害物等）を特定する。なお、ＥＣＵ１０は、交通インフラや車々間通信等により、外部から対象物の情報を取得してもよい。これにより、対象物の種類、相対位置、移動方向等が特定される。
【００２６】
レーダ２２は、対象物（特に、先行車両、駐車車両、歩行者、走行路５上の落下物等）の位置及び速度を測定する。レーダ２２として、例えばミリ波レーダを用いることができる。レーダ２２は、車両１の進行方向に電波を送信し、対象物により送信波が反射されて生じた反射波を受信する。そして、レーダ２２は、送信波と受信波に基づいて、車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や、車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、本実施形態において、レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等を用いて対象物との距離や相対速度を測定してもよい。また、複数のセンサ類を用いて、位置及び速度測定装置を構成してもよい。
【００２７】
なお、カメラ２１及びレーダ２２は、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。
【００２８】
車速センサ２３は、車両１の絶対速度を検出する。加速度センサ２４は、車両１の加速度を検出する。この加速度は、前後方向の加速度と、横方向の加速度（横加速度）とを含む。なお、本明細書においては、加速度には、速度が増加する方向の速度の変化率だけでなく、速度が減少する方向の速度の変化率（つまり減速度）も含むものとする。
【００２９】
ヨーレートセンサ２５は、車両１のヨーレートを検出する。操舵角センサ２６は、車両１のステアリングホイールの回転角度（操舵角）を検出する。ＥＣＵ１０は、車速センサ２３が検出した絶対速度、及び、操舵角センサ２６が検出した操舵角に基づいて所定の演算を実行することにより、車両１のヨー角（つまり、後述するｘ軸に対して車両１の前後方向が成す角度）を取得することができる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出する。ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダルの踏み込み量を検出する。
【００３０】
測位システム２９は、ＧＰＳシステム及び／又はジャイロシステムであり、車両１の位置（現在車両位置情報）を検出する。ナビゲーションシステム３０は、内部に地図情報を格納しており、ＥＣＵ１０に地図情報を提供することができる。ＥＣＵ１０は、地図情報及び現在車両位置情報に基づいて、車両１の周囲（特に、進行方向）に存在する道路、交差点、交通信号、建造物等を特定する。地図情報は、ＥＣＵ１０内に格納されていてもよい。なお、ナビゲーションシステム３０も、本発明における「走行路情報取得装置」の一例に相当する。
【００３１】
エンジン制御システム３１は、車両１のエンジンを制御する。エンジン制御システム３１は、エンジン出力（駆動力）を調整可能な構成部であり、例えば、点火プラグや、燃料噴射弁や、スロットルバルブや、吸排気弁の開閉時期を変化させる可変動弁機構などを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力を変更するために制御信号を送信する。
【００３２】
ブレーキ制御システム３２は、車両１のブレーキ装置を制御する。ブレーキ制御システム３２は、ブレーキ装置の制動力を調整可能な構成部であり、例えば液圧ポンプやバルブユニットなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、制動力を発生させるために制御信号を送信する。
【００３３】
ステアリング制御システム３３は、車両１のステアリング装置を制御する。ステアリング制御システム３３は、車両１の操舵角を調整可能な構成部であり、例えば電動パワーステアリングシステムの電動モータなどを含む。ＥＣＵ１０は、車両１の進行方向を変更する必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向を変更するために制御信号を送信する。
【００３４】
［運転支援の基本概念］
次に、図２を参照して、本発明の実施形態において上述したＥＣＵ１０によって実行される運転支援の基本概念について説明する。図２は、車両１が走行路５上を走行している様子を示している。
【００３５】
まず、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、走行路５上の位置を特定するための演算を行う。走行路情報は、車両１が走行している走行路５に関する情報であり、カメラ２１、レーダ２２、ナビゲーションシステム３０等により取得される。走行路情報は、例えば、走行路の形状（直線、カーブ、カーブ曲率）、走行路幅、車線数、車線幅等に関する情報を含んでいる。
【００３６】
次いで、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づく演算により、車両１の進行方向前方に存在する走行路５上に、仮想の複数のグリッド点Ｇn（ｎ＝１，２，・・・Ｎ）を設定する。走行路５が延びる方向をｘ方向と定義し、走行路５の幅方向をｙ方向と定義した場合に、グリッド点Ｇnは、ｘ方向及びｙ方向に沿って格子状に配列されている。なお、ｘｙ座標の原点は、車両１の位置に対応する点に設定される。
【００３７】
ＥＣＵ１０がグリッド点Ｇnを設定する範囲は、走行路５に沿って、距離Ｌだけ車両１の前方に亘っている。距離Ｌは、演算実行時の車両１の速度に基づいて計算される。本実施形態では、距離Ｌは、演算実行時の速度（Ｖ）で所定の固定時間ｔ（例えば３秒）に走行すると予想される距離である（Ｌ＝Ｖ×ｔ）。しかしながら、距離Ｌは、所定の固定距離（例えば１００ｍ）であってもよいし、速度（及び加速度）の関数であってもよい。また、グリッド点Ｇnが設定される範囲の幅Ｗは、走行路５の幅と略等しい値に設定される。このような複数のグリッド点Ｇnの設定により、走行路５上の位置を特定することが可能になる。
【００３８】
なお、図２に示される走行路５は直線区間であるため、グリッド点Ｇnは矩形状に配置されている。しかしながら、グリッド点Ｇnは走行路が延びる方向に沿って配置されるため、走行路がカーブ区間を含んでいる場合は、グリッド点Ｇnはカーブ区間の湾曲に沿って配置される。
【００３９】
次いで、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、走行経路候補ＲＣ（つまり、実際に車両１を走行させる目標走行経路となり得る候補）を設定するための演算を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の走行経路候補ＲＣを設定する。ステートラティス法によれば、車両１の位置から、車両１の進行方向に存在するグリッド点Ｇnに向かって枝分かれするように、複数の走行経路候補ＲＣが設定される。図２は、ＥＣＵ１０が設定する複数の走行経路候補ＲＣの一部である走行経路候補ＲＣa，ＲＣb，ＲＣcを示している。
【００４０】
なお、ＥＣＵ１０は、走行路情報に加えて、障害物情報に基づいて、走行経路候補ＲＣを設定してもよい。この障害物情報は、車両１の進行方向の走行路５上の障害物（例えば、先行車両、駐車車両、歩行者、落下物等）の有無や、その移動方向、移動速度等に関する情報であり、カメラ２１及びレーダ２２により取得される。
【００４１】
次いで、ＥＣＵ１０は、図２に示されるように、各走行経路候補ＲＣに沿って複数のサンプリング点ＳＰを設定して、各サンプリング点ＳＰにおける経路コストを計算する。このサンプリング点ＳＰは、経路コストが計算される、各走行経路候補ＲＣの経路上の離散点（位置）である。具体的には、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれについて、複数のサンプリング点ＳＰの各々の経路コストを計算する。
【００４２】
次いで、ＥＣＵ１０は、このように計算された複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路コストに基づき、複数の走行経路候補ＲＣの中から経路コストが最小である１つの経路を選択し、この経路を目標走行経路として設定する。そして、ＥＣＵ１０は、設定した目標走行経路に沿って車両１が走行するように、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２及びステアリング制御システム３３のうちの少なくとも１以上に対して制御信号を送信する。
【００４３】
［経路コストの計算］
次に、本発明の実施形態による経路コストについて説明する。基本的には、経路コストには、速度や、前後方向の加速度や、横方向の加速度（横加速度）や、経路変化率や、障害物などの複数の要因に応じて規定されるコストが含まれる。本実施形態は、そのような複数の経路コストの一つとして、横加速度に応じて規定される経路コストに特徴を有するものである。以下では、横加速度に応じた経路コストについて具体的に説明する。
【００４４】
図３は、本発明の実施形態による経路コストを規定する上での前提についての説明図である。図３は、車両１が湾曲した走行路５（つまりカーブ、コーナリング路）を走行する様子を示している。図３において、符号「５ａ」は、走行路５において車両（自車両）１が走行する自車レーンを示し、符号「Ｃ１」は、自車レーン５ａのセンター位置に対応するセンターラインを示している。また、符号「Ｒ」は、走行路５（自車レーン５ａ）の曲率半径を示している。この曲率半径Ｒを用いると、走行路５の曲率は「１／Ｒ」となる。
【００４５】
本実施形態においては、ＥＣＵ１０は、走行路５の曲率（１／Ｒ）に応じて車両１が発生すべき目標横加速度を求め、この目標横加速度に基づき、横加速度に応じた経路コストを規定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、走行路５の曲率（１／Ｒ）に基づいて、走行路５内の目標位置としての自車レーン５ａのセンターラインＣ１を車両１に走行させるときに発生する横加速度を、目標横加速度として求める。この場合、ＥＣＵ１０は、センターラインＣ１を車両１に走行させるに当たって、車速や加速度に関する所定の条件（車速を一定に維持するという条件や、所定の変化率にて減速するという条件など）を適用した上で、所定のモデルや演算式などを用いて、目標横加速度を求める。基本的には、走行路５の曲率（１／Ｒ）が大きくなるほど、目標横加速度が大きくなり、走行路５の曲率（１／Ｒ）が小さくなるほど、目標横加速度が小さくなる。
【００４６】
次に、図４は、本発明の実施形態による経路コストを規定するマップである。図４は、横加速度を横軸に示し、経路コストを縦軸に示している。また、実線で示すグラフＧ１は、本実施形態において適用する経路コストのマップを示し、破線で示すグラフＧ２は、比較例において適用する経路コストのマップを示している。ＥＣＵ１０は、図４に示すようなマップを参照して、走行経路候補ＲＣ上の経路コストを求めるべきサンプリング点ＳＰについて、当該サンプリング点ＳＰにおいて発生することとなる横加速度（以下では適宜「推定横加速度」と呼ぶ。）に応じた経路コストを決定する。
【００４７】
本実施形態では、グラフＧ１に示すように、推定横加速度が閾値Ｔｈ１（＞目標横加速度ＬＡ１）未満である領域において、推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１である場合には、推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１でない場合よりも、経路コストが低く設定される。つまり、推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１である場合に、経路コストが最小値（＝０）に設定される。特に、本実施形態では、推定横加速度と目標横加速度ＬＡ１との差が大きくなるにつれて、換言すると推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１から離れるにつれて、経路コストが高い値に設定される。また、推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１よりも小さい場合と推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１よりも大きい場合の両方について、絶対値において、推定横加速度と目標横加速度ＬＡ１との差に対する経路コストの変化率（傾き）が同じ値に設定される。加えて、目標横加速度ＬＡ１が種々に変化した場合にも、同一の経路コストの変化率（傾き）が適用される。つまり、目標横加速度ＬＡ１の大きさによらず、経路コストの変化率（傾き）が一定にされる。このような経路コストの変化率（傾き）は、適合などにより事前に定められる。
【００４８】
一方で、比較例では、グラフＧ２に示すように、推定横加速度が大きくなるほど、経路コストが高く設定される。この比較例によれば、推定横加速度が小さくなる走行経路が優先的に設定されるため、車両１が走行路５内において走行すべき位置（自車レーン５ａのセンターラインＣ１など）を通過するような走行経路を適切に設定することができない。これに対して、本実施形態では、上述したようにセンターラインＣ１を車両１に走行させるように走行路５の曲率（１／Ｒ）に応じて目標横加速度ＬＡ１を求め、この目標横加速度ＬＡ１において経路コストを最小値に設定する（グラフＧ１参照）。これにより、車両１が走行路５を走行するときに目標横加速度ＬＡ１が発生するような走行経路、つまり車両１がセンターラインＣ１を通過するような走行経路を、適切に設定できるようになる。
【００４９】
更に、本実施形態では、グラフＧ１に示すように、推定横加速度が閾値Ｔｈ１（＞目標横加速度ＬＡ１）以上である場合には、推定横加速度が閾値Ｔｈ１未満である場合よりも、経路コストが高く設定される。具体的には、推定横加速度が閾値Ｔｈ１以上になると、経路コストが所定値Ｃｏ１（経路コストとしては比較的大きな値）へとステップ状に増加される。閾値Ｔｈ１は、車両１の運転者が許容可能な横加速度に基づき定められる。例えば、閾値Ｔｈ１には、横加速度がこの値を超えると、運転者に不快感を与え始めるような値（１つの例では０．６Ｇ）が適用される。このような閾値Ｔｈ１を用いて経路コストをステップ状に増加させることで、比較的大きい横加速度が発生する走行経路に対して高い経路コストを付与し、そのような走行経路が設定されにくくしている。
【００５０】
なお、目標横加速度ＬＡ１は走行路５の曲率（１／Ｒ）に応じて変化するので（図３中の矢印参照）、この目標横加速度ＬＡ１の変化に応じて、グラフＧ１の形状（推定横加速度が閾値Ｔｈ１未満の部分の形状）が変化することとなる。つまり、本実施形態では、車両１が湾曲した走行路５を走行する度に、この走行路５の曲率（１／Ｒ）に基づき目標横加速度ＬＡ１が算出されて、この目標横加速度ＬＡ１に応じた経路コストのマップが設定される。よって、横加速度に応じた経路コストのマップは、固定ではなく、その都度変化するものである。
【００５１】
［運転支援処理］
次に、図５は、本発明の実施形態による運転支援処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ１０によって所定の周期（例えば、０．０５〜０．２秒毎）で繰り返し実行される。
【００５２】
まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ１０は、カメラ２１、レーダ２２、及びナビゲーションシステム３０から走行路情報を取得する。
【００５３】
次いで、ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、走行路５の形状（例えば、走行路５が延びる方向、走行路５の幅等）を特定するとともに、走行路５上に複数のグリッド点Ｇn（ｎ＝１，２，・・・Ｎ）を設定する。例えば、ＥＣＵ１０は、ｘ方向に１０ｍ毎に、またｙ方向に０．８７５ｍ毎に、グリッド点Ｇnを設定する。
【００５４】
次いで、ステップＳ３において、ＥＣＵ１０は、走行路情報に基づいて、ステートラティス法を用いた経路探索により、複数の走行経路候補ＲＣを設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、車両１の位置から進行方向に存在するグリッド点Ｇnに向かって枝分かれするように、複数の走行経路候補ＲＣを設定する。なお、ＥＣＵ１０は、走行路情報に加えて、障害物情報に基づいて、走行経路候補ＲＣを設定してもよい。
【００５５】
次いで、ステップＳ４において、ＥＣＵ１０は、各走行経路候補ＲＣに沿って複数のサンプリング点ＳＰを設定する。例えば、ＥＣＵ１０は、各走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路上に、ｘ方向に等間隔（１つの例では０．２ｍ毎）にサンプリング点ＳＰを設定する。
【００５６】
次いで、ステップＳ５において、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路コストを計算する。具体的には、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれについて、複数のサンプリング点ＳＰの各々の経路コストを計算する。そして、ＥＣＵ１０は、一つの走行経路候補ＲＣにおける複数のサンプリング点ＳＰについて計算された複数の経路コストから、当該走行経路候補ＲＣに適用する経路コストを計算する。例えば、ＥＣＵ１０は、複数のサンプリング点ＳＰにおける複数の経路コストの平均値を、一つの走行経路候補ＲＣの経路コストとする。このようにして、ＥＣＵ１０は、複数の走行経路候補ＲＣの全てについて経路コストを計算する。
【００５７】
より具体的には、ＥＣＵ１０は、各サンプリング点ＳＰの経路コストを求めるに当たって、速度に応じて規定される経路コストや、前後方向の加速度に応じて規定される経路コストや、横加速度に応じて規定される経路コストや、経路変化率に応じて規定される経路コストや、障害物に応じて規定される経路コストなどの、複数の経路コストを求める。そして、ＥＣＵ１０は、こうして得られた複数の経路コストを例えば重み付け加算することで、各サンプリング点ＳＰについて最終的に適用する経路コストを求める。
【００５８】
特に、本実施形態においては、ＥＣＵ１０は、横加速度に基づき経路コストを求める場合には、図４に示したマップを参照して経路コストを求める。まず、ＥＣＵ１０は、取得した走行路情報に含まれる走行路５の曲率（１／Ｒ）に基づいて、自車レーン５ａのセンターラインＣ１を車両１に走行させるときに発生する横加速度を、目標横加速度ＬＡ１として求める。この場合、ＥＣＵ１０は、センターラインＣ１を車両１に走行させるに当たって、車速や加速度に関する所定の条件（車速を一定に維持するという条件や、所定の変化率にて減速するという条件など）を適用した上で、所定のモデルや演算式などを用いて、目標横加速度ＬＡ１を求める。そして、ＥＣＵ１０は、この目標横加速度ＬＡ１において経路コストが最小値になるような、経路コストのマップを作成する（図４のグラフＧ１参照）。一方で、ＥＣＵ１０は、経路コストを求める対象となっているサンプリング点ＳＰについて、所定のモデルや演算式などを用いて、車両１が当該サンプリング点ＳＰを通過するときに発生する横加速度（推定横加速度）を求める。そして、ＥＣＵ１０は、上記のように作成した経路コストのマップに基づき、このサンプリング点ＳＰについての推定横加速度に対応する経路コストを設定する。
【００５９】
次いで、ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、目標走行経路を設定する。具体的には、ＥＣＵ１０は、上記のように計算された複数の走行経路候補ＲＣのそれぞれの経路コストに基づき、複数の走行経路候補ＲＣの中から経路コストが最小である１つの経路を選択し、この経路を目標走行経路として設定する。
【００６０】
次いで、ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、目標走行経路に沿って車両１が走行するように、車両１の速度制御及び／又は操舵制御を含む運転制御（車両挙動制御）を実行する。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２及びステアリング制御システム３３のうちの少なくとも１以上に制御信号を送信して、エンジン制御、制動制御及び操舵制御の少なくとも１以上を実行する。
【００６１】
［作用及び効果］
次に、本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。
【００６２】
本実施形態では、カメラ２１などから取得された走行路情報に基づき複数の走行経路候補ＲＣを設定し、この複数の走行経路候補ＲＣについて経路コストを求め、この経路コストに基づき複数の走行経路候補ＲＣから目標走行経路を設定する車両運転支援システム１００において、ＥＣＵ１０は、走行路５の曲率（１／Ｒ）に応じて車両１が発生すべき目標横加速度ＬＡ１を算出し、走行経路候補ＲＣを車両１が走行したときに発生する横加速度（推定横加速度）が目標横加速度ＬＡ１である場合には、推定横加速度が目標横加速度ＬＡ１でない場合よりも、経路コストを低く設定する。このような本実施形態によれば、目標横加速度ＬＡ１において経路コストを最小値に設定するので、車両１が走行路５を走行するときに、この走行路５の曲率（１／Ｒ）に応じた目標横加速度ＬＡ１が発生するような走行経路を適切に設定することができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、経路コストを、推定横加速度と目標横加速度ＬＡ１との差が大きくなるにつれて高くなる値に設定するので、目標横加速度ＬＡ１が発生するような走行経路をより効果的に設定することができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、走行路５の曲率（１／Ｒ）に基づいて、自車レーン５ａのセンターラインＣ１を車両１に走行させるときに発生する横加速度を目標横加速度ＬＡ１として求めるので、この目標横加速度ＬＡ１に応じて規定された経路コストを用いて、車両１がセンターラインＣ１を通過するような走行経路を適切に設定することができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ＥＣＵ１０は、推定横加速度が閾値Ｔｈ１以上である場合には、推定横加速度が閾値Ｔｈ１未満である場合よりも、経路コストを高く設定する。これにより、比較的大きい横加速度が発生する走行経路に対して高い経路コストを付与するので、そのような走行経路が設定されることを適切に抑制できる。
【００６６】
［変形例］
上述した実施形態では、車両に走行させるべき走行路５内の目標位置として、自車レーン５ａのセンターラインＣ１を用いていたが、他の例では、自車レーン５ａのセンターラインＣ１からずれた所定の位置を目標位置として適用してもよい。例えば、車両１がコーナーを走行するに当たって所謂アウトインアウトの走行経路を通過するように、走行路５内の目標位置を設定してもよい。
【００６７】
また、上述した実施形態では、エンジンを駆動源とする車両１に本発明を適用する例を示したが（図１参照）、本発明は、電気モータを駆動源とする車両（電気自動車やハイブリッド車）にも適用可能である。加えて、上述した実施形態では、ブレーキ装置（ブレーキ制御システム３２）により制動力を車両１に付与していたが、他の例では、電気モータの回生により制動力を車両に付与してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  車両
５  走行路
５ａ  自車レーン
１０  ＥＣＵ
２１  カメラ
２２  レーダ
３０  ナビゲーションシステム
１００  車両運転支援システム
Ｃ１  センターライン
Ｇn  グリッド点
ＲＣ  経路候補
ＳＰ  サンプリング点
【図１】
2020111302.tif 000003
【図２】
2020111302.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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