(57)【要約】  走行制御装置は、カーブの形状を検知するカーブ形状検知部と、自車速度に基づき、横方向の加速度と前後方向の加速度の関係であるG-G ダイアグラムが弧状を描くような関係を満たす推定軌道を算出する推定軌道算出手段と、前記推定軌道が、前記カーブ内に収まるように、カーブ手前に操舵開始点を決定する操舵開始点決定部と、を有する。
2017145555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーブの形状を検知するカーブ形状検知部と、  自車速度に基づき、横方向の加速度と前後方向の加速度の関係であるG-Gダイアグラムが弧状を描くような関係を満たす推定軌道を算出する推定軌道算出手段と、  前記推定軌道が、前記カーブ内に収まるように、カーブ手前に操舵開始点を決定する操舵開始点決定部と、を有することを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
前記推定軌道が前記車線内に収まらないと判断した場合、  前記推定軌道が前記車線内に収まる車速となるように減速制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記推定軌道が前記車線内に収まらないと判断した場合、  一定車速で安定して走行できる車速となるように減速制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記自車速度が、前記カーブを一定速度で安定して走行できる速度である目標車速か否かを判断する目標車速推定部をさらに有し、  前記目標車速推定部が否であると判断した場合に、推定軌道算出手段が作動する請求項１乃至３の何れかに記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記カーブ形状検知部で検知されたカーブの車線幅が、予め定めたカーブの車線幅よりも大きい場合には、予め定めた操舵開始点よりも早い位置から操舵操作を開始するように前記制御指令値を出力する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記目標車速が前記カーブの曲率に基づいて決定される車速より大きい場合は、前記操舵開始点のタイミングで自車の横運動に基づく前後加速度の制御を開始し、  前記目標車速が前記カーブの曲率に基づいて決定される車速より小さい場合は、前記走行制御部から出力された指令に基づいて予め定めた走行経路に沿って車速と操舵の制御を開始する請求項４に記載の走行制御装置。
【請求項７】
前記操舵開始点決定部は、  前記推定軌道と、前記カーブ形状と、に基づいて車線を逸脱するか否かを判断し、判断した結果に基づいて操舵開始点を決定する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至３に記載の走行制御装置と、  前記走行制御装置から出力される制御指令に基づき駆動するブレーキ、ステアリング、アクセル、  を備える車両。
【請求項９】
請求項４に記載の走行制御装置と、  前記走行制御装置から出力される制御指令に基づき駆動するアクチュエータと、  を備える車両。
【請求項１０】
前記操舵開始点は、車線幅、車体幅、車速、カーブ曲率、前記推定軌道のうち少なくとも１つに基づき決定される請求項１乃至３に記載の走行制御装置。
【請求項１１】
前記操舵開始点で、前記推定軌道に基づき車両を制御する請求項１乃至３に記載の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は自動車の走行を制御する走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  自動車におけるADAS（先進運転支援システム）及び自動運転関連技術の開発が、近年、急速に進められている。運転操作の一部を自動化する機能として、アダプティブクルーズコントロール、レーンキープアシストシステム、緊急自動ブレーキ等が実用化に至っている。【０００３】  横運動については、関連する先行技術として、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１では操舵開始点からカーブ開始点までに、車体を曲率に合わせて傾かせるための操舵操作をすることで、乗り心地の良いカーブ走行をさせる方法が開示されているが、加減速を伴ってカーブを走行する場合については触れられていない。【０００４】  一方、加減速と横運動を関連付けた制御技術として、特許文献２では、操舵により発生する横加加速度に基づく加減速の制御方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−８１６０３号公報
【特許文献２】特開２００８−２８５０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、これらは車両の前後運動又は横運動のどちらか一方のみを車両側が自動制御するシステムである。【０００７】  特に、特許文献２における横運動は人間の運転者による操舵に基づくものである。人間の運転者による運転では、既定の走行軌道に対する厳密な軌道追従制御がなされるわけではなく、この先に走行したいおおよその軌道と加減速の程度を常に想定しながら、車両の横運動と前後運動を同時に制御していると考えられる。【０００８】  単に道路形状に沿って操舵操作を行う自動運転では、加減速を伴う場合にスムーズな運動を実現する方法が明らかでなく、加減速を考慮した操舵操作を含めた横運動制御の方法の確立についてはいまだ検討の余地が残されている。【０００９】  特に、本筆者らの鋭意検討の結果、自動車側のみで操舵や加減速を行う場合における理想的なG-Gダイアグラム（後述する）を描く走行軌道が、実際のカーブ路に合致していないことを発見し、従来のように道路形状に沿った自動運転の操舵制御では、実カーブ内に収まらないという新たな課題を見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記課題を解決するために、本願における走行制御装置は、カーブの車線形状を検知する車線形状検知部と、自車速度に基づき、横方向の加速度と前後方向の加速度の関係であるG-Gダイアグラムが弧状を描くような関係を満たす走行軌道を算出するGVC軌道算出手段と、  前記GVC軌道算出手段により求められた走行軌道が、前記車線形状検知部により検知された車線内に収まるように、カーブ手前に操舵開始点を決定する操舵開始点決定部と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】  本発明によれば、直線区間を走行してきた車両が減速しながら旋回を開始し、加速しながら旋回を終えて再度直線走行に至る一連の運動状態において、加速度ベクトルが弧状に遷移し、乗員の快適性が保たれることと、実環境の道路形状に合わせて操舵開始点を変えることで車線逸脱することなく、安全性も確保される自動運転を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】カーブ区間を含む道路の形状の一例を示した図である。
【図２】道路のカーブ形状の一例(a)と曲率変化特性の一例(b)を示した図である。
【図３】図２のカーブにおいて、横加加速度に応じて前後加速度を制御してカーブ走行した際の、走行距離に対する車速と前後加速度、横加速度の関係を示した図(a)と、前後加速度に対する横加速度の関係を示した図(b)である。
【図４】図３の前後加速度と横加速度の合成加速度ベクトルの大きさの遷移を示した図である。
【図５】図２のカーブにおいて、カーブ手前のクロソイド曲線区間で減速を終えてカーブを走行した際の、走行距離に対する車速と前後加速度、横加速度の関係を示した図(a)と、前後加速度に対する横加速度の関係を示した図(b)である。
【図６】図５の前後加速度と横加速度の合成加速度ベクトルの大きさの遷移を示した図である。
【図７】カーブ走行で乗心地が良い横加速度と前後加速度の関係を示した図である。
【図８】図７のような特徴を有す軌道を描くための操舵をした場合の課題を示した図である。
【図９】操舵開始点判断装置の構成と入出力を表した図である。
【図１０】操舵開始点決定部の処理を表したフローチャートである。
【図１１】GVCによるカーブ走行を行う際の操舵開始点を表した図である。
【図１２】制御対象の車両が備える各種の装置とシステム構成を示した図である。
【図１３】走行制御装置の処理構成を示した図である。
【図１４】同一形状の車線において、車幅の小さい車両(a)と車幅の大きい車両(b)による操舵開始点の違いを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【第一実施例】
【００１３】  本発明の第一実施例を図面を用いて説明する。本実施例では、加速度ベクトルを弧状に遷移させるための加減速の制御を考慮した軌道を実環境で適用するための操舵開始点決定部を操舵開始点決定装置として説明する。
【００１４】  そして、操舵開始点決定の方法を組み込んだ走行制御装置として、操舵開始点決定装置へ操舵開始点決定に必要な情報が入力され、決定された操舵開始点で操舵を開始し、同時に加減速を制御する仕組みを含む形態について説明する。
【００１５】  まず、車両がスムーズにカーブ走行するためには道路のカーブ形状に沿って操舵するだけでは必ずしも十分でないことを示した上で、横加加速度に基づく加減速の制御方法と前記制御方法に基づく車両が走行すべき好ましい軌道について述べる。
【００１６】  図１は、カーブ区間を含む典型的な道路の形状の一部を示したものである。一般に、道路のカーブ形状はクロソイド曲線と弧状の組み合わせで設計されている。弧状は曲率が一定であるのに対し、クロソイド曲線は、走行距離に対する曲率の変化率が一定である。直線と弧状とを直接繋ぐと、その接続点で、曲率が、0からある一定値を持つ弧状の曲率に不連続に変化してしまうが、直線−クロソイド曲線−弧状−クロソイド曲線−直線の順で繋ぐことにより、曲率の不連続点が生じないカーブ形状が得られる。
【００１７】  クロソイド曲線で形成された道路は、速度一定で走行することを前提として設計されている。横加速度は曲率に比例するため、速度を一定に保つ限り、横加速度は時間に対して一定の割合で変化する。
【００１８】  しかし、高速道路を定速巡航するような場合を除いて一般には加減速を伴いながら走行するので、時間に対する横加速度の変化率は一定にはならない。
【００１９】  また通常の運転では、曲率が増加していく区間では減速、曲率が減少していく区間では加速する。このとき、車両及び乗員に作用する力として横加速度だけに注目すれば良いわけではない。速度の増減による前後加速度と進行方向が変化することによる横加速度が同時に作用することになるので、前後加速度と横加速度が合成された加速度ベクトルの遷移を考える必要がある。
【００２０】  このような場面で乗り心地と操安性の両面における前後運動と横運動との理想的な連携をもたらすとされ、前述の特許文献２に記載のGVC（Ｇベクタリングコントロール）の適用を考える。基本的なGVCの適用形態は、車両の横運動によって生じる横加速度の時間変化率である横加加速度の入力にゲインを乗算した値を前後加速度として出力し、それに従って前後運動を制御するというものである。横加速度は速度と走行する軌道の曲率で決まるので、横加加速度は曲率の時間変化に対応し、結果として速度が軌道の曲率の時間変化に基づいて制御される。
【００２１】  まず、GVCに従って横加加速度に応じた加減速を行うことで、任意の軌道に対し、初速を与えれば速度プロファイル及び加速度プロファイルが一意に定まることについて説明する。
【００２２】  ここで、速度プロファイルとは、走行距離に対する速度の推移、もしくは時間に対する速度の推移を指し、加速度プロファイルとは、走行距離に対する加速度の推移、もしくは時間に対する加速度の推移を指す。
【００２３】  GVCの基本的な制御則は、前後加速度をGx, 横加速度をGy, GVCゲインをCxyとして、
【００２４】
【数１】
2017145555.tif 000003
【００２５】と表される。
【００２６】  両辺を積分して、速度Vの関係式として表現すると、初速をViとして、
【００２７】
【数２】
2017145555.tif 000004
【００２８】となる。
【００２９】  ここで、曲率κと横加速度Gyと速度Vの関係は、
【００３０】
【数３】
2017145555.tif 000005
【００３１】である。
【００３２】  数２と数３から、速度Vと曲率κの関係は
【００３３】
【数４】
2017145555.tif 000006
【００３４】となる。
【００３５】  κは車両が走行している位置での曲率なので、時間の関数であることに注意して上記を微分すると、
【００３６】
【数５】
2017145555.tif 000007
【００３７】となり、GVCによる減速度の走行軌道の形状による表現が得られる。
【００３８】  加速側も同様に計算でき、軌道上の任意の位置における速度が求まるので、同じく軌道上の各位置における前後加速度と横加速度の双方が求まる。したがって、任意の軌道と初速に対する加速度ベクトルの遷移を、前後加速度Gxを横軸、横加速度Gyを縦軸にとって、G-Gダイアグラムを描くことができる。
【００３９】  なお、数５において、∂κ/∂xが全体に乗算されていることは、軌道上で曲率が一定の区間、つまり曲率が0で一定の直線区間と、曲率が非0で一定の円周の一部を構成する形状の区間では、∂κ/∂x＝０であり、横加速度が変化せず、横加加速度が0であるので、加減速は行われずに一定の速度で走行することを意味している。
【００４０】  また、数４の分子では曲率κが平方根の中に入っているのに対し、分母では曲率κが一次の項であることから、軌道上の走行に伴って曲率が増加していく状況では減速することが読み取れる。一方、曲率が減少していく状況では加速する。したがって、曲率が増減しなければ、前後加速度の符号は変化しない。また、曲率の符号が変化しなければ横加速度の符号は変化しない。
【００４１】  そこで、軌道を構成する要素の最小単位として、前後加速度の符号も横加速度の符号も変化せずにG-Gダイアグラムが1つの象限に収まる範囲である、左右いずれかのカーブの曲率が単調増加もしくは単調減少する区間に着目する。
【００４２】  図２は、クロソイド曲線と弧状とを接続して設計された道路のカーブ形状を表した図と、そのカーブ形状に沿った軌道上の走行距離Lに対する曲率変化の特性を示したものである。点線で表した半径50[m]、つまり曲率κ0.02[1/m]の弧状に接続するために、80[m]のクロソイド曲線の区間を設けおり、クロソイド曲線を走行し始めてから100[m]までの範囲が、実線でグラフに示されている。
【００４３】  図３は、図２のカーブ形状をGVCに従って走行した場合の自車速度Vと前後加速度Gxと横加速度Gyを、数４及び数５に基づいて計算した結果と、それを元に描いたG-Gダイアグラムである。加速度ベクトルの大きさ|G|については、図４を用いて後述する。GVCによって加減速が制御される車両でクロソイド曲線の道路をその形状どおりに走行すると、直線からクロソイド曲線に進入する点で横加加速度が不連続であるため、減速度指令が理論上は無限大となり、過大な減速度が生じて、G-Gダイアグラムが尖った形状となる。これは、直線区間から予見的に減速する制御が重畳されていたとしても同様である。
【００４４】  さらに、クロソイド曲線から弧状に接続される点でも横加加速度が不連続であるため、減速度指令が瞬時に0になり、この点でもG-Gダイアグラムが尖った形状となる。
【００４５】  ここで、好ましいG-Gダイアグラムの形状について、加速度ベクトルの大きさの遷移という観点からの説明を加える。
【００４６】  図４に、図２のカーブ形状をGVCに従って走行したときの加速度ベクトルの大きさ|G|の遷移を示す。加速度ベクトルの大きさが減速によって一旦増加し、その後、減速度が減少するときに横加速度が増加しないことによって、図３に示したようにG-Gダイアグラムには尖った箇所が生じる。さらにその後で横加速度が増加するので加速度ベクトルの大きさの遷移としては極小値が生じることになる。
【００４７】  図５に、同じカーブ形状に対してGVCとは無関係に減速を行い、カーブの序盤で減速を終える場合の前後加速度Gxと横加速度Gyを示し、図６に、その際の加速度ベクトルの大きさ|G|の遷移を示す。この場合もやはり、前後加速度と横加速度が繋がらないことによって加速度ベクトルの大きさが極小値を持ち、G-Gダイアグラムを尖った形状にしている。上記いずれの場合も、加速度の大きさの変化によって、車両内に着座している乗員に対して上半身及び頭部を振られるような感覚を与えることになる。
【００４８】  よって、加速度ベクトルの大きさが極小値を持たないようにすれば、一旦増加した加速度ベクトルの大きさが、弧状を定速で走行する加速度ベクトルの大きさになるまで単調に減少するので、G-Gダイアグラムが概ね弧状になり、乗員の快適性が保たれると言える。
【００４９】  G-Gダイアグラムの尖りを抑えるには、減速度指令に一時遅れ要素を追加し、その時定数を必要な程度だけ大きくするという方法もあるが、軌道は変わらないにもかかわらず遅れを付加する分だけ旋回に対して減速が遅れるため、乗員に不安感を与える恐れがある。
【００５０】  したがって、クロソイド曲線の軌道は前後運動と横運動の連携に適さないと言え、GVCを活用するには、車両の走行軌道自体が図７のようにG-Gダイアグラムが弧状に遷移するように操舵することが望ましい。
【００５１】  しかし、G-Gダイアグラムが弧状に遷移するような操舵による（推定）軌道と、実カーブ形状（目標軌道）が異なることから、カーブ形状におけるカーブ開始点から操舵を行う場合、車線逸脱の可能性が新たに生じる。
【００５２】  例えば、図８に示すように、自車両５０１が自車線５０２を走行中にカーブへ進入する際、カーブ入口の時点でカーブ走行のための操舵を開始し、G-Gダイアグラムが弧状に遷移するように操舵（図８の破線）を行っていくと、自車線５０２から車線逸脱し、自車線５０２内で安全に走行することができない。
【００５３】  そこで、本発明である操舵開始点判断装置によって、カーブ走行時の操舵をG-Gダイアグラムが弧状に変化する軌道が実カーブ形状に収まるように、実環境の車線形状に合わせて操舵開始点を設定することで車線逸脱することのない安全かつ快適な走行を実現する。図８の事例の場合では、操舵開始点をカーブ手前に設定することにより、G-Gダイアグラムが弧状に変化する軌道が実カーブ形状に収まることが可能となる。
【００５４】  以下、操舵開始点判断装置２０１について述べる。
【００５５】  図９は操舵開始点判断装置２０１の構成を示している。操舵開始点判断装置２０１は車線形状検知部２０２と、目標車速推定部２０３と、操舵開始点決定部２０４とで構成される。
【００５６】  車線形状検知部２０２では、ステレオカメラやミリ波レーダ、レーザレーダ等の外界認識装置から検知される対物情報や路面情報により車線幅やカーブ曲率などの車線形状情報を取得する。また、車両自体に備わる地図によってGPS等で自車位置を特定しながら進行路の車線形状情報を取得しても良い。
【００５７】  そして、車線形状検知部２０２では、取得した車線形状情報と車速や現在位置、進行方向から、通常、車線中央を走行するための目標軌道と、GVC制御を行う場合の推定軌道を算出する。
【００５８】  目標車速推定部２０３では、外界認識装置から得られた自車進行方向にあるカーブ曲率に基づいて、GVCのように横運動に基づいた加減速制御がなくても、一定車速で安全に曲がることができる上限車速と、自発的な減速制御（ブレーキ駆動）を行わない場合のカーブ進入時における車速である目標車速を算出する。
【００５９】  図１０は操舵開始点決定部の処理を示している。
【００６０】  操舵開始点決定部２０４では、まず車線形状検知部２０２と目標車速推定部２０３から伝達される情報を取得する（１０２）。
【００６１】  次に目標車速推定部２０３により得られるカーブ進入時の目標車速と上限車速を比較し、GVCのカーブ走行が必要か否かを判断する（１０３）。
【００６２】  判断（１０３）でGVCのカーブ走行が必要となった場合は、GVCのカーブ走行による推定軌道と目標軌道である自車線中央との横方向のずれ量を算出し（１０４）、自車線から車線逸脱しないか判断する（１０６）。
【００６３】  一方、判断（１０３）でGVCのカーブ走行が不要となった場合は、該カーブではGVCのカーブ走行をしないため、目標操舵開始点は既定の操舵開始点のままに設定（１０５）し、GVC制御要求信号を“否”に設定する（１０９）。
【００６４】  すなわち、目標車速が上限車速を上回る場合にはGVCのカーブ走行を行い、目標車速が上限車速を下回る場合にはGVCのカーブ走行を行わない。係る場合には、カーブ前に十分に減速された状態（或いは低速状態）であり、さらなる減速を行う場合には、却ってドライバに違和感を与える虞があるからである。
【００６５】  判断（１０３）が“YES”の場合には、算出したGVCのカーブ走行による推定軌道と目標軌道である自車線中央との横方向のずれ量により、自車がGVCによるカーブ走行をした際に、操舵開始点の変更により車線逸脱しないかを判断する（１０６）。
【００６６】  判断（１０６）で車線逸脱しないと判断した場合は、車線逸脱しない操舵開始点を目標操舵開始点とし（１０７）、GVC制御要求信号を“要”に設定する（１０８）。
【００６７】  一方、判断（１０６）で車線逸脱すると判断した場合、目標操舵開始点は既定の操舵開始点のままに設定し変更せず（１０５）、GVC制御要求信号を“否”に設定する（１０９）。
【００６８】  目標車速推定部２０３により得られるカーブ進入時の目標車速が上限車速よりも高い場合は、GVCによるカーブ走行を行うことで安定したカーブ走行を行う必要があり、GVCによるカーブ走行を行うために操舵開始点をカーブ手前に設定する制御について述べた。
【００６９】  しかし、自車速がGVCのみで安定してカーブを走行出来ないほど高い場合には、安全のため操舵開始前に減速制御を入れて適正な車速に調整する制御を行うとより望ましい。
【００７０】  例えば、目標車速が上限車速を下回るように、操舵開始前に減速する減速指令をアクチュエータに対して指令する。この場合は、GVC指令は“否”である。この場合、ドライバに対してその旨を通知することにより、カーブ前の大きな減速に対する違和感を低減する手法をとることも可能である。
【００７１】  例えば、目標車速がGVCによるカーブ走行をした際に、操舵開始点の変更により車線逸脱しない程度に、操舵開始前に減速する減速指令をアクチュエータに対して指令する。この場合は、GVC指令は“要”である。
【００７２】  最後に、前記目標操舵開始点とGVC制御要求信号は車両に備わる各アクチュエータを駆動するための制御量を算出するための信号として出力される（１１０）。
【００７３】  表１は各パラメータの状態による操舵開始点の設定方法をまとめたものである。
【００７４】  本発明は表１に示すように、操舵開始点の手前の度合を考慮している。手前の度合に示している数値は各パラメータ間で操舵開始点の手前度合の関係を表すものである。
【００７５】
【表１】
2017145555.tif 000008
【００７６】  図１１に示すように車両５０１は車線中央を目標軌道５０３として走行する。そしてカーブ検知時には操舵時の加減速を考慮した推定軌道５０２を算出することができる。ただし、推定軌道５０２は前述したような操舵時の加減速を考慮する軌道であれば本実施例で示す限りのものではない。
【００７７】  車線中央の目標軌道５０３と推定軌道５０２の車両５０１の進行方向の姿勢に対して横方向のずれをｌとする。このｌが前記車線形状検知部で検知された車線幅Wと車幅Hを入力とした以下の判定式数６を満足した時点を目標操舵開始点とする。数６の判定は制御周期毎に実施される。
【００７８】
【数６】
2017145555.tif 000009
【００７９】ただし、αは余裕幅で任意に設定することができる。
【００８０】  つまり、車線幅Wが広いほど、目標操舵開始点をより手前で設定することができる。
【第一実施例の効果】
【００８１】  本発明の第一実施例によれば、G-Gダイアグラムが弧状を描く軌道でカーブ路を走行することが可能となるため、ドライバの乗り心地性を向上させる自動運転を行うことが可能となる。
【００８２】  また、現状の速度でGVCによるカーブ制御が可能かを判断しており、GVC制御可能である速度である場合、操舵に連動する加減速以外に、操舵開始前に不要な減速制御を発生させる必要がないため、スムーズにカーブ路を走行することが可能となる。
【００８３】  また、さらなる望ましい形態によると、GVC制御が可能でない速度の場合でも、GVC可能な速度まで一度減速してから、上記の制御を行うため、操舵前における減速を必要最小限に抑えることが可能となり、スムーズかつ安全にカーブ路を走行することが可能となる。
【第二実施例】
【００８４】  本願の第二実施例を説明する。第二実施例は、第一実施例における操舵開始点判断装置２０１が組み込まれ、車両に搭載される走行制御装置の例である。
【００８５】  車両は、走行制御装置の制御指令によって運転者の操作に依存せずに操舵と加減速を行う仕組みを有する。これは自動運転機能に必須であり、運転者の操作を補助する運転支援機能にも活用できる。
【００８６】  図１２は、制御対象の車両１が備える各種の装置とシステム構成を示したものである。
【００８７】  操舵装置１８はEPS（電動パワーステアリング）を備える。EPSは、運転者による操舵力を増幅するパワーステアリングとしての機能に加えて、走行制御装置１５が送信する制御指令を受信して、能動的なアクチュエータとして運転者の操作に依存せずに左前輪１１と右前輪１２を操舵する機能を有する。
【００８８】  駆動装置１９は、内燃機関または電動モータまたはその両方で構成され、走行制御装置１５が送信する制御指令を受信して、減速機２５とドライブシャフト２６を介して駆動輪である左前輪１１と右前輪１２に駆動力を発生させて車両１を走行させる。また、駆動輪に制動力を発生させて車両１を減速させる。制御指令に応じて、運転者の操作に依存せずに加減速を行うことができる。
【００８９】  制動制御装置２０は、走行制御装置１５が送信する制御指令を受信して、制動装置２１〜２４に液圧を作用させて制動力を制御する機能を有する。制御指令に応じて、運転者の操作に依存せずに減速を行うことができる。
【００９０】  制動装置２１〜２４は、制動制御装置２０からの液圧を受けて作動し、４輪１１〜１４それぞれに制動力を発生させる。
【００９１】  走行制御装置１５には、GPSセンサ１７、慣性センサ１６、車両前方の外界情報を取得するカメラ２８、側方画像センサ２９、及び制動制御装置を経由して車輪速センサ３１〜３４、からの情報が入力され、それらに基づいて、操舵装置１８、駆動装置１９、制動制御装置２０、に制御指令を送り、車両１の運動を制御する。
【００９２】  制駆動装置として制動装置２１〜２４と駆動装置１９が協調して制動力を制御したり、操舵装置１８が操舵機構と操舵制御装置で構成されたりする等、各装置の構成は分割あるいは統合されていても良い。
【００９３】  車両は、走行制御装置の制御指令によって運転者の操作に依存せずに操舵と加減速を行う仕組みを有する。これは自動運転機能に必須であり、運転者の操作を補助する運転支援機能にも活用できる。
【第三実施例】
【００９４】  本願の第三実施例を図１３と図１４を用いて説明する。第一実施例と同様の構成、効果については説明を省略する。第三実施例は、制御対象の車両１に備わる走行制御装置１５に、操舵開始点判断装置２０１が適用される例である。
【００９５】  走行制御装置１５は、操舵開始点判断装置２０１と走行制御部６０１を備える。
【００９６】  車両制御装置７０１は走行制御装置１５より出力される操舵指令や加減速指令に基づいて、各アクチュエータを駆動させる。
【００９７】  前記操舵開始点判断装置２０１には、車線形状検知部２０２と、目標車速推定部２０３と、操舵開始点決定部２０４とが備わっている。
【００９８】  前記操舵開始点判断装置２０１には、車両前方を撮影するカメラ２８からリアルタイムに取得される外界情報、及び現在の車両の位置と進行方向と速度が入力される。
【００９９】  また、車線幅を含む道路のカーブ形状の情報として、事前に取得した地図情報と、それに基づいて事前に生成した軌道の情報を保持している。
【０１００】  車両の位置と進行方向と速度は、GPSセンサ１７、加速度及び角速度を検出する慣性センサ１６、車輪速センサ３１〜３４、操舵角センサ２７、車線あるいは道路端を検出する側方画像センサ２９の情報を統合して精度を高めて取得される。
【０１０１】  前記車線形状検知部２０２で検知された車線幅が狭い場合は、操舵開始点を早めるための横ずれの許容範囲が無いため、操舵開始点を手前に早めることは不可能である。この場合は、車線中央の軌道に沿って走行するしかないため、自車速がカーブ進入時の上限車速より高ければ、カーブ入口手前までに減速を行う。カーブ進入後は、GVCによるカーブ走行を実施せず、通常の自動運転のように一定速度で旋回する走行を車両制御装置７０１で実施する。
【０１０２】  車線幅が“広”の場合は“中”の場合に比べ、よりカーブ手前から操舵開始点を設定することができる。そのため、カーブ手前での減速なく、操舵と同時に減速をしながらカーブ走行を実施することができる。そして、車線幅が広いほど、直線区間で緩和曲線と同等の軌道を描くように操舵することができる。
【０１０３】  そして目標操舵開始点は操舵開始のトリガー信号として、GVC制御要求信号と共に走行制御部６０１へ伝達され、前記目標操舵開始点の信号を受信した走行制御部６０１は操舵指令と目標減速指令を算出し車両制御装置７０１に指令する。
【０１０４】  また、表１では進入カーブの曲率に対する自車速が“遅”の場合、操舵開始点は変わり無しとしている。速度が遅い場合にGVCによるカーブ走行を実施するとオーバーステアとなってしまうためである。一方で、操舵開始点をカーブ入口より奥に設定することもできるが、操舵開始時点でアンダーステア走行となり車線逸脱の可能性がある。前記安全性の面からも自車速が遅い場合の操舵開始点は変わり無しとしている。
【０１０５】  車両制御装置７０１は、走行制御部６０１の出力信号に基づいて操舵装置１８のアクチュエータにフィードフォワード制御による操舵指令を送る。同時に駆動装置１９と制動制御装置２０にも指令を送り、加減速あるいは速度を制御する。
【０１０６】  目標操舵開始点で操舵開始するためのアクチュエータとしては、主として操舵装置１８を用いるが、制動装置２１〜２４あるいは駆動装置１９によって四輪の制駆動力配分を変化させたり、サスペンション装置を能動的に制御したりする等、他の装置を併用しても良い。
【０１０７】  図１４は、車両の車幅違いによる操舵開始点の違いを示した実施例である。同一カーブ形状を前提に、車幅の異なる各車両（車両８０１の車幅は車両８１１の車幅より小さい）が前記カーブにて走行した場合、前記車幅が大きい車両８０１がGVCの推定軌道８０２と車線中央の目標軌道８０３の横方向のずれ量ｌ1は、前記車幅が小さい車両８１１がGVCの推定軌道８１２と車線中央の目標軌道８１３の横方向のずれ量ｌ2に比べ大きい分、前記数６に基づいて、よりカーブ手前に操舵開始点を設けることができる。
【０１０８】  本発明を応用した他の実施例として、予め外界認識センサやGPS等から障害物情報を取得できる場合、前記障害物を避けるための操舵開始点を早めることも可能である。
【０１０９】  さらに、車線変更するタイミングが既知である場合にも、前記車線変更のタイミングに合わせて操舵開始点を早めることができる。
【０１１０】  前述してきた通常のコーナーや障害物回避、車線変更といったシーン以外でも旋回を要するいかなるシーンにおいても本発明は適用することができ、進行先経路の車線幅やその時の車速によってGVCによる旋回走行を行うか否かを判断し、操舵開始点を設定することで、操舵や加減速を自動で行う車両において、快適性を確保しつつ安全性も確保した走行を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１１】  １            制御対象の車両１１            左前輪１２            右前輪１３            左後輪１４            右後輪１５            走行制御装置１６            慣性センサ１７            GPSセンサ１８            操舵装置１９            駆動装置２０            制動制御装置２１            左前輪制動装置２２            右前輪制動装置２３            左後輪制動装置２４            右後輪制動装置２５            減速機２６            ドライブシャフト２７            操舵角センサ２８            カメラ２９            側方画像センサ３１            左前輪車輪速センサ３２            右前輪車輪速センサ３３            左後輪車輪速センサ３４            右後輪車輪速センサ２０１            操舵開始点判断装置２０２            車線形状検知部２０３            目標車速推定部２０４            操舵開始点決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月6日(2018.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーブの形状を検知するカーブ形状検知部と、
自車速度に基づき、横方向の加速度と前後方向の加速度の関係であるG-Gダイアグラムが弧状を描くような関係を満たす推定軌道を算出する推定軌道算出手段と、
前記推定軌道が、前記カーブ内に収まるように、カーブ手前に操舵開始点を決定する操舵開始点決定部と、
を有することを特徴とする走行制御装置。
【請求項２】
前記推定軌道が車線内に収まらないと判断した場合、
前記推定軌道が前記車線内に収まる車速となるように減速制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記推定軌道が車線内に収まらないと判断した場合、
一定車速で安定して走行できる車速となるように減速制御する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記自車速度が、前記カーブを一定速度で安定して走行できる速度である目標車速か否かを判断する目標車速推定部をさらに有し、
前記目標車速推定部が否であると判断した場合に、推定軌道算出手段が作動する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
【請求項５】
前記カーブ形状検知部で検知されたカーブの車線幅が、予め定めたカーブの車線幅よりも大きい場合には、予め定めた操舵開始点よりも早い位置から操舵操作を開始するように制御指令値を出力する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項６】
前記目標車速が前記カーブの曲率に基づいて決定される車速より大きい場合は、前記操舵開始点のタイミングで自車の横運動に基づく前後加速度の制御を開始し、
前記目標車速が前記カーブの曲率に基づいて決定される車速より小さい場合は、走行制御部から出力された指令に基づいて予め定めた走行経路に沿って車速と操舵の制御を開始する請求項４に記載の走行制御装置。
【請求項７】
前記操舵開始点決定部は、
前記推定軌道と、カーブ形状と、に基づいて車線を逸脱するか否かを判断し、判断した結果に基づいて操舵開始点を決定する請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項８】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の走行制御装置と、
前記走行制御装置から出力される制御指令に基づき駆動するブレーキ、ステアリング、アクセル、
を備える車両。
【請求項９】
請求項４に記載の走行制御装置と、
前記走行制御装置から出力される制御指令に基づき駆動するアクチュエータと、
を備える車両。
【請求項１０】
前記操舵開始点は、車線幅、車体幅、車速、カーブ曲率、前記推定軌道のうち少なくとも１つに基づき決定される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
【請求項１１】
前記操舵開始点で、前記推定軌道に基づき車両を制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
【国際調査報告】
2017145555.tif 000024
2017145555.tif 000025
2017145555.tif 000026
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