(57)【要約】【課題】車両が被牽引車両を牽引する牽引状態である場合、被牽引車両のサイズを考慮した車両の走行制御を行なう。【解決手段】車両の走行制御において、車両が、被牽引車両を牽引している状態である牽引状態が検出された場合に、車両の操舵速度及び操舵角を制限する制限値を設定する。より具体的に、牽引状態にある場合において、車両の全長と被牽引車両の全長との合計である総車両全長が長い場合、総車両全長が短い場合に比べて、車両に生じる横加速度及びヨーレートの少なくとも一方が小さくなるように制限する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が、被牽引車両を牽引している状態である牽引状態を検出する牽引状態検出手段と、
前記被牽引車両の全長を示す全長情報を取得する情報取得装置と、
前記車両が目標走行ラインに沿って走行するように、前記車両の走行ラインと前記目標走行ラインとの乖離度合いに応じて前記車両の操舵をアシストする制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記牽引状態にある場合において、前記車両の全長と前記被牽引車両の全長との合計である総車両全長が長い場合、前記車両に生じる横加速度及びヨーレートの少なくとも一方を、前記総車両全長が短い場合において、前記乖離度合いが同一の場合に前記車両に生じる横加速度又はヨーレートに比べて小さくする、
ように構成されていることを特徴とする車両走行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される車両走行制御システムに関する。特に、本発明は、被牽引車両を牽引する車両の走行を制御する車両走行制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自車両の周囲の状況に応じて自車両の加減速又は操舵の少なくとも一方を自動的に制御する自動制御が記載されている。この自動制御においては、自車両が被牽引車両を牽引している牽引状態が検知された場合に、車線変更が禁止され、車間距離が大きく設定され、又は、車速が低く設定される等、自車両の自動運転が制限されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１４６６５３号公報
【特許文献２】特開２０１４−００２０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に開示された従来技術によれば、牽引状態であることが考慮され、自動運転が制限される。しかしながら、当該従来技術では、被牽引車両のサイズは考慮されていない。被牽引車両のサイズを考慮せず、自車両のサイズのみを考慮して車両走行制御を行った場合、次のような問題が発生する。例えば、急ハンドル操作によるジャックナイフ現象やトレーラスウェイ現象により車両の挙動が不安定になる可能性がある。また、他の例として、被牽引車両の車高が、自車両に比べて高いような場合、車両の挙動が不安定となる可能性がある。
【０００５】
以上の観点から、車両走行制御において、牽引状態である場合、被牽引車両のサイズを考慮して、車両の走行を制御することは重要である。
【０００６】
本発明の１つの目的は、牽引状態である場合、被牽引車両のサイズを示す情報を取得して、被牽引車両のサイズを考慮した車両の走行制御を行なうことができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点において、車両に搭載される車両走行制御システムが提供される。
この車両走行制御システムは、牽引状態検出手段と情報取得装置と制御装置とを備える。牽引状態検出手段は、車両が、被牽引車両を牽引している状態である牽引状態を検出する。情報取得手段は、被牽引車両の全長を示す全長情報を取得する。
【０００８】
制御装置は、車両が目標走行ラインに沿って走行するように、車両の走行ラインと目標走行ラインとの乖離度合いに応じて車両の操舵をアシストする。制御装置は、更に、牽引状態にある場合において、車両の全長と被牽引車両の全長との合計である総車両全長が長い場合、車両に生じる横加速度及びヨーレートの少なくとも一方を、総車両全長が短い場合において、乖離度合いが同一の場合に車両に生じる横加速度又はヨーレートに比べて小さくする、ように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両走行制御システムによれば、車両が被牽引車両を牽引している場合、車両と被牽引車両との総全長に応じて、操舵角が制限される。これにより、被牽引状態における車両の挙動を安定化しつつ車両の走行を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両走行制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における制御のルーチンをフローチャートに示した図である。
【図３】本発明の実施の形態における牽引状態の車両の走行ルートの例を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態における牽引状態の車両に対し操舵速度及び最大旋回横加速度の制限値が設定される場合の制御例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
１．概要
本実施の形態に係る車両走行制御システムは、車両に搭載されており、車両の走行を制御する「車両走行制御」を行う。例えば、車両走行制御システムは、車両の運転に係る全ての操作を自動で行う自動運転を制御する自動運転システムであってもよいし、車両走行制御システムは、レーントレーシングアシスト（LTA: Lane Tracing Assist）、レーンキーピングアシスト（LKA: Lane Keeping Assist）等の運転支援を行う運転支援システムであってもよい。また、運転支援システムは、ステアリング操作か加減速のいずれをサポートするものであってもよい。更に、車両走行制御システムは、運転に係る全ての操作をドライバが行う手動運転モードと、ドライバの運転係る操作を支援する運転支援モードと、自動運転モードとが切り替え可能に構成されたシステムであってもよい。
【００１３】
ここで、車両が、被牽引車両（towed vehicle, trailer）を牽引する場合を考える。仮に、被牽引車両のサイズを考慮せずに車両走行制御を行った場合、次のような問題が発生する。例えば、車両がレーン内を走行していても、被牽引車両はレーンからはみ出す可能性がある。また、車両の急ハンドル操作によるジャックナイフ現象やトレーラスウェイ現象により車両の挙動が不安定になる可能性がある。また、他の例として、被牽引車両の車高が、自車両に比べて高いような場合、車両の挙動が不安定となる可能性がある。
【００１４】
以上の観点から、車両走行制御において被牽引車両のサイズを考慮することは重要である。そのために、本実施の形態に係る車両走行制御システムは、車両が被牽引車両を牽引している牽引状態にある場合に、被牽引車両のサイズを示すサイズ情報を取得して、取得された被牽引車両のサイズを踏まえて、自車両及び被牽引車両からなる連結車両全体のサイズを考慮して車両走行制御を行う。なお、以下の実施の形態において、被牽引車両を牽引する牽引車両を「自車両」とも称し、連結状態にある被牽引車両と自車両とを「連結車両」とも称する。
【００１５】
例えば、自動運転を制御する車両走行制御システムは、自車両及び被牽引車両のサイズを考慮し、安全マージンが満たされる走行ルートや目標パスを計画する。他の例として、車両走行制御システムは、車両及び被牽引車両のサイズを考慮し、車両及び被牽引車両がレーンからはみ出さないように、レーントレーシングアシストやレーンキーピングアシスト等の運転支援を行う。
【００１６】
以上に説明されたように、本実施の形態に係る車両走行制御システムは、被牽引車両のサイズ情報を取得し、車両が被牽引車両を牽引するとき、被牽引車両のサイズも考慮して車両走行制御を行う。これにより、安全マージンが満たされるように車両走行制御を適切に行うことが可能となる。
【００１７】
以下、本実施の形態に係る車両走行制御システムについて更に詳しく説明する。
【００１８】
２．車両走行制御システム
図１は、本実施の形態に係る車両走行制御システムの構成例を示すブロック図である。車両走行制御システムは、制御装置１０を有すると共に、制御装置１０に接続された、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器、地図データベース、センサ群、通信装置、ＨＭＩ（Human Machine Interface）ユニット等を有している。
【００１９】
ＧＰＳ受信器は、複数のＧＰＳ衛星から送信される信号を受信し、受信信号に基づいて車両の位置及び方位を算出する。
【００２０】
地図データベースには、地図情報が記録されている。地図情報は、レーン配置、レーン属性、等の情報を含んでいる。
【００２１】
センサ群は、車両の周囲の状況を検出する周囲状況センサを含んでいる。周囲状況センサとしては、ライダー（LIDAR: Laser Imaging Detection and Ranging）、レーダー、ステレオカメラ、等が例示される。ライダーは、光を利用して車両の周囲の物標を検出する。レーダーは、電波を利用して車両の周囲の物標を検出する。ステレオカメラは、車両の周囲の状況を撮像する。
【００２２】
また、センサ群は、車両の走行状態を検出する車両状態センサを含んでいる。車両状態センサとしては、車速センサ、舵角センサ、等が例示される。車速センサは、車両の速度を検出する。舵角センサは、車両の舵角を検出する。
【００２３】
通信装置は、車両の外部と通信を行う。例えば、通信装置は、周囲のインフラとの間でＶ２Ｉ通信（路車間通信）を行う。通信装置は、周辺車両との間でＶ２Ｖ通信（車車間通信）を行ってもよい。
【００２４】
ＨＭＩユニットは、ドライバに情報を提供し、また、ドライバから情報を受け付けるためのインタフェースである。具体的には、ＨＭＩユニットは、入力装置と出力装置を有している。入力装置としては、タッチパネル、スイッチ、マイク、等が例示される。出力装置としては、表示装置、スピーカ、等が例示される。
【００２５】
制御装置１０は、プロセッサ及び記憶装置を備えるマイクロコンピュータである。制御装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれる。プロセッサが記憶装置に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置１０による車両走行制御が実現される。
【００２６】
制御装置１０は、牽引状態検出部１１、障害物認識部１２、外部情報受信部１３、車両状態量検出部１４、目標走行経路生成部１５、及び、要求操作量出力部１６を有する。
【００２７】
牽引状態検出部１１には、周囲状況センサから、自車両が被牽引車両と連結されたことが入力される。これにより牽引状態検出部１１は、自車両が被牽引車両を牽引する牽引状態であることを検出する。
【００２８】
障害物認識部１２には、被牽引車両との連結が入力されると共に、周囲状況センサ等によって取得された周囲の状況が入力される。障害物認識部１２は、これらの情報に基づき、車両及び被牽引車両の周囲の障害物を認識する。
【００２９】
外部情報受信部１３には、地図データベース及びＧＰＳ受信器等から、地図情報、自車両の位置情報等が入力される。外部情報受信部１３は、これらの情報に基づいて、自車両がこれから走行する道路の形状等の外部情報を検出する。
【００３０】
車両状態量検出部１４には、自車両又は被牽引車両に搭載された各種センサ等による検出結果が入力される。車両状態量検出部１４では、これらの入力に基づいて、車両状態量が検出される。検出される車両状態量には、例えば、自車両の速度及び加速度（ここでは対地加速度を意味するものとする）、操舵角、制動力等の情報が含まれる。
【００３１】
目標走行経路生成部１５には、牽引状態検出部１１、障害物認識部１２、外部情報受信部１３、及び、車両状態量検出部１４のそれぞれから、牽引情報、障害物情報、外部情報、及び、車両状態量のそれぞれが入力される。目標走行経路生成部１５は、これらの入力された情報に基づいて、自車両及び被牽引車両がこれから走行する道路上で、周辺物に接触せずに走行するための目標走行ルートを算出すると共に、車両走行制御に要求される目標速度及び目標加速度（即ち、速度プラン）を算出する。
【００３２】
要求操作量出力部１６は、目標走行経路生成部１５において算出された目標走行ルート及び速度プランに従って車両を走行させるために必要な、駆動力、制動力、転舵角に応じて、駆動装置、操舵装置、及び、転舵装置の各操作量を算出する。
【００３３】
要求操作量出力部１６で算出された各操作量は、制御装置１０に接続された操作量実現部１７に入力される。操作量実現部１７は、操舵装置、駆動装置、及び、制動装置を含んでいる。操作量実現部１７は、入力された各操作量に応じて、これらの装置を制御することで、目標走行ルート及び速度プランに従って走行するように車両を制御する。
【００３４】
ところで、本実施の形態における車両走行制御では、車両が牽引状態にある場合、自車両のサイズだけでなく、被牽引車両のサイズを踏まえた連結車両全体のサイズが考慮される。以下、図２は、本実施の形態において制御装置１０が実行する制御のルーチンをフローチャートに示した図である。
【００３５】
図２に示されるように、ステップＳ１０２では、自車両が披牽引車両を牽引する牽引状態であるか否かが判別される。ステップＳ１０２において、自車両が牽引状態であると判別された場合には、次に、ステップＳ１０４に進む。
【００３６】
ステップＳ１０４では車両のサイズが推定される。具体的に、ステップＳ１０４では、自車両のサイズ情報と、被牽引車両のサイズ情報とが取得される。その上で、自車両の全長と被牽引車両の全長との合計値が、連結車両の全長である総車両全長に設定される。また、自車両の車高と被牽引車両の車高とが比較され、いずれか高いほうの車高が、連結車両の車高として設定される。また、自車両の車幅と被牽引車両との車幅とが比較され、大きいほうが連結車両の車幅として設定される。
【００３７】
次に、ステップＳ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１１０及びＳ１１２のそれぞれにおいて、操舵速度、最大旋回横加速度、最大車速、及び、最大前後加速度のそれぞれの制限値が算出され、この制限値により発生するヨーレートあるいは横加速度を抑制した自動運転又は運転支援の制御が実行される。以下、ステップＳ１０６〜Ｓ１１２における各制限値の設定例について説明する。
【００３８】
例えば、ステップＳ１０６及びＳ１０８の処理では、牽引状態において、一般舗装路上のドライバによる手動運転中に、車線逸脱を検出した場合に、連結車両の走行ルートと目標走行ルートとの乖離度合いに応じて、操舵速度及び最大旋回横加速度に対する制限値が設定される。この処理では、まず、自車両の全長と被牽引車両の全長との合計である総車両全長と、予め設定された基準長とが比較される。
【００３９】
比較の結果、総車両全長が基準長よりも短い場合、その操舵速度及び操舵角は、自車両が牽引状態でない場合において目標走行ルートとの乖離度合いが同一の場合に設定される操舵速度及び操舵角よりも小さくなるように、ステップＳ１０６において、操舵速度の制限値が設定されるとともに、ステップＳ１０８において、最大操舵角の制限値に応じた最大旋回横加速度の制限値が設定される。
【００４０】
また、総車両全長と基準長との比較の結果、総車両全長が基準長以上である場合、その操舵速度及び操舵角は、総車両全長が基準長より短い場合において、目標走行ルートとの乖離度合いが同一の場合に設定される操舵速度及び操舵角よりも更に小さくなるように、ステップＳ１０６において、操舵速度の制限値が設定されると共に、ステップＳ１０８において、最大操舵角の制限値に応じた最大旋回横加速度の制限値が設定される。
【００４１】
図３及び図４により、操舵速度及び最大旋回横加速度が制限される場合の例を示す。図３には、連結車両の走行ルートの例が示されており、この例では、連結車両の隣接車線への車線変更の際、被牽引車両の車線逸脱が検出される。
【００４２】
図４は、操舵速度と最大旋回横加速度とに制限値が設定された場合において、操舵装置に出力される指令操舵角の例を表している。図４では、比較のため自車両が牽引状態にない場合の例を実線（ａ）で表し、自車両が牽引状態にあり制限値が設定された場合の例を破線（ｂ）で表している。
【００４３】
自車両が牽引状態にあり車線逸脱検出の結果、操舵速度及び最大操舵角が小さくなるように制限値が設定されている場合、図４の破線（ｂ）に示されるように指令操舵角は、自車両が牽引状態にない場合（実線（ａ）参照）に比べて小さくなり、操舵速度も緩やかになる。これにより、急ハンドルが制限され、自車両及び被牽引車両の安定な走行を確保することができる。
【００４４】
ステップＳ１０６及びＳ１０８における制限値の設定は、車線逸脱を検出した場合に限定しなくてもよい。例えば、ステップＳ１０６及びＳ１０８の処理は、車両の走行ラインと目標走行ラインとの乖離度合いに応じて、車両の走行をアシストする制御を行う場合に、乖離状態に応じて操舵速度及び操舵角に制限値を設定する構成とすることができる。
【００４５】
この場合、乖離度合いが同じ場合で比較したときに、総車両全長が短い場合よりも、総車両全長が長い場合の方が、操舵速度及び操舵角が小さく制限されるように、操舵速度及び最大旋回横加速度の制限値を設定する。
【００４６】
また、ステップＳ１１０の処理では、例えば、一般舗装道路上のドライバによる手動運転中に、自車両のふらつきが検出された場合に、条件に応じて最大車速の制限値が設定される。この場合、まず、被牽引車両の車高と自車両の車高とが比較される。比較の結果、被牽引車両の車高が自車両の車高よりも高い場合は、被牽引車両の車高が自車両の車高以下である場合に比べて、最大車速が小さくなるように最大車速の制限値が設定される。これにより、ふらつき発生時に車速が遅くなるように運転がアシストされるため、車両のふらつきを早期に抑え、車両の挙動を安定化させることができる。なお、この最大車速に対する制限値は、車両のふらつきが収まってから一定時間経過後に解除される。
【００４７】
また、一般舗装路上を自動運転モードで走行する場合には、ステップＳ１０４で設定された被牽引車両のサイズ情報を元に、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０において、各制限値が設定されることで、発生するヨーレートあるいは横加速度を抑制した自動運転又は運転支援の制御が実行される。この場合、被牽引車両を直方体と仮定して対地面積や体積が算出され、その面積や体積の大きさに応じて発生が許容される範囲で、操舵速度、最大旋回横加速度、最大車速、及び、最大前後加速度の制限値が設定され、車両状態量の制限値としても用いられる。
【００４８】
自動運転モードで走行する場合、被牽引車両のサイズが大きくなるにつれて被牽引車両の制御が難しくなる。従って、ステップＳ１０６〜Ｓ１１２の処理により、予め自動運転モードで出力する要求操作量を制限することで、連結車両の安全な走行を確保することができる。
【００４９】
また、山道などの低μ路面や複合コーナーを走行する場合は、一般舗装路を走行する場合と比較して更に発生できる車両状態量が制限されるように、ステップＳ１０４〜Ｓ１１２において、各制限値が設定される。
【００５０】
以上のようにステップＳ１０６〜Ｓ１１２において、各制限値が設定された後、ステップＳ１１４に進み、制限値の範囲内で、各要求操作量が演算される。算出された要求操作量は、制御装置１０から、車両が有する操作量実現部１７に出力され、被牽引車両の全長に応じた運転支援、又は、自動運転が実行される。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、牽引状態の場合に、被牽引車両のサイズを踏まえて、車両のサイズが認定され、これによって、操舵速度や操舵角、車速、加速度等の車両状態量に制限が設定される。これにより、被牽引車両の挙動を安定させることができ、安全な走行を確保することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、車両走行制御システムが、自度運転モード、運転支援モード、及び手動運転モードを切り替え可能なシステムである場合の車両走行制御について説明した。しかし、車両走行制御システムは、自動運転モード及び運転支援モードが切り替え可能なものに限られず、何れか一方の車両走行制御のみを実行するものであってもよい。この場合、上記ステップＳ１０６〜Ｓ１１２において説明した処理のうち、その車両走行制御に必要な処理のみが実行される構成とすればよい。
【００５３】
即ち、例えば、本発明における車両走行制御システムは、ステアリング操作のサポートのみを実行する運転支援システムであって、ステップＳ１０６及びＳ１０８に説明した操舵速度及び操舵角に制限値を設定する制御を実行することができるものであってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０  制御装置
１１  牽引状態検出部
１２  障害物認識部
１３  外部情報受信部
１４  車両状態量検出部
１５  目標走行経路生成部
１６  要求操作量出力部
１７  操作量実現部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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