(57)【要約】【課題】乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することが可能な走行制御装置および走行制御方法を提供する。【解決手段】走行制御装置は、起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために車両の加速度および躍度が許容される転倒防止範囲内に車両の実際の加速度および躍度が含まれるように設定された、車両の目標速度を取得する目標速度取得部と、車両の実際の速度が目標速度に追従するように、車両の走行制御を行う走行制御部とを備える。【選択図】図１
2019142281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために車両の加速度および躍度が許容される転倒防止範囲内に前記車両の実際の加速度および躍度が含まれるように設定された、前記車両の目標速度を取得する目標速度取得部と、
前記車両の実際の速度が前記目標速度に追従するように、前記車両の走行制御を行う走行制御部と、
を備える走行制御装置。
【請求項２】
前記目標速度は、前記転倒防止範囲の境界を規定する境界線を前記車両の実際の加速度および躍度が超えることなく当該境界線に近づくように設定される、
請求項１に記載の走行制御装置。
【請求項３】
前記乗員の数が多い場合における第１の転倒防止範囲の大きさは、前記乗員の数が多くない場合における第２の転倒防止範囲の大きさより小さい、
請求項１または２に記載の走行制御装置。
【請求項４】
前記第１の転倒防止範囲における前記躍度の上限値と前記第２の転倒防止範囲における前記躍度の上限値との差分は、前記第１の転倒防止範囲における前記加速度の上限値と前記第２の転倒防止範囲における前記加速度の上限値との差分より大きい、
請求項３に記載の走行制御装置。
【請求項５】
起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために車両の加速度および躍度が許容される転倒防止範囲内に前記車両の実際の加速度および躍度が含まれるように設定された、前記車両の目標速度を取得し、
前記車両の実際の速度が前記目標速度に追従するように、前記車両の走行制御を行う、
走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、走行制御装置および走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車交通の諸問題に対する解決策として、自動車交通の情報化、知能化に関連して、自動運転システムの研究開発が進められている。自動運転システムとは例えば、目標走行経路と、目標走行経路上の位置に対して予め設定されている目標速度とが事前に提供されて、発進および停止を含む車両の自律的な走行制御を行うシステムである。車両には、当該車両の実際の速度が、車両の実際の位置に設定されている目標速度に追従するように、当該車両のアクセル操作量とブレーキ操作量とを制御する走行制御装置が搭載される。
【０００３】
特許文献１には、自動運転に関する技術として、自動運転制御時における乗員の運転や周囲状況に対する意識を変化させる技術が開示されている。特許文献１に記載の技術では、車両の周囲状況および車両の制御状態の少なくともいずれかに応じて、自動運転制御時の躍度（加加速度、ジャークとも言う）の大きさを決定し、決定された躍度の大きさを実現するように車両の挙動を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０９１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記自動運転システムにおいて、自律的な走行制御を行う対象が、車内に起立姿勢の乗員が存在する車両（特に、路線バス）である場合には、加速や減速を行う際、当該乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保する観点から、急加速や急減速を抑制して走行制御を行うことが望まれている。
【０００６】
なお、特許文献１に記載の技術は、乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することを目的とした技術ではなく、したがってそのための構成を有していない。
【０００７】
本開示の目的は、乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することが可能な走行制御装置および走行制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係る走行制御装置は、
起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために前記車両の加速度および躍度が許容される転倒防止範囲内に前記車両の実際の加速度および躍度が含まれるように設定された、前記車両の目標速度を取得する目標速度取得部と、
前記車両の実際の速度が前記目標速度に追従するように、前記車両の走行制御を行う走行制御部と、
を備える。
【０００９】
本開示の一態様に係る走行制御方法は、
起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために前記車両の加速度および躍度が許容される転倒防止範囲内に前記車両の実際の加速度および躍度が含まれるように設定された、前記車両の目標速度を取得し、
前記車両の実際の速度が前記目標速度に追従するように、前記車両の走行制御を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態における車両の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】転倒防止範囲を説明する図である。
【図３】車両が減速して停止する場合における実際の速度、加速度および躍度の時間変化の例を示す図である。
【図４】車両が減速して停止する場合における実際の加速度および躍度の時間変化と転倒防止範囲との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態における車両１００の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、車両１００は、自動運転システムにおける制御対象となり、路線バスなどの大型車両である。車両１００は例えば、複数の道路区間から構成され、車両１００がこれから走行する走行経路と、各道路区間の両端の点に対して予め設定されている目標速度とが事前に提供されて、発進および停止を含む車両１００の自律的な走行制御を行うための構成を備えている。なお、自動運転システムにおいて、制御開始地点だけをカメラ画像や路車間センサーで認識し、車両１００に内蔵したパターンに沿って走行制御を行っても良い。この場合、標識や道路に敷設されたマークや電気的な信号をインフラ側に敷設するだけで済み、車両１００に地図データを必要としない。制御開始地点の認識後は、自車速度センサーから車両１００の進行距離を随時計算して、パターンとの照合を行なうことによって自立的な走行制御を行う。
【００１３】
図１に示すように、車両１００は、地図情報記憶部１２０、走行経路情報記憶部１４０、実位置検出部１６０、実速度検出部１８０および走行制御装置２００を備える。
【００１４】
地図情報記憶部１２０は、地図情報を記憶している。地図情報には、地図上の道路を表す道路情報であって地図表示や経路探索等に使用する道路情報の他に、道路に隣接する各種施設を表す施設情報が含まれている。道路情報は、道路や車線を細かく分割して表したリンク（道路区間とも言う）に関する道路区間情報（例えば、道路幅、道路長、勾配、タイヤと路面との摩擦係数等）と、各道路区間の両端の点（交差点や分岐など複数の道路が交わる点を含む）に相当するノード（道路位置とも言う）に関するノード情報とから成る。なお、道路区間がカーブを有する場合には、道路区間情報は、そのカーブの半径および曲率等に関する情報を含む。
【００１５】
走行経路情報記憶部１４０は、複数の道路区間から構成される走行経路に関する走行経路情報を記憶する。走行経路情報は、走行経路を構成する複数の道路区間の両端のノードに対して設定された目標速度を含む。目標速度とは、車両１００が道路区間の両端のノードを走行する際、車両１００の実際の速度（以下、「実速度」と言う）が追従するように予め設定された速度である。
【００１６】
実位置検出部１６０は、車両１００に搭載された自律航法センサー（図示せず）やＧＰＳ受信機（図示せず）により取得された車両１００の経度、緯度を示す経緯度情報と、地図情報記憶部１２０に記憶されている地図情報とに基づいて、地図上における車両１００の実際の位置である実位置（現在位置）を検出する。そして、実位置検出部１６０は、検出した実位置を走行制御装置２００に出力する。
【００１７】
実速度検出部１８０は、例えば車速センサーであり、車両１００の実際の速度である実速度（走行速度）を検出する。そして、実速度検出部１８０は、検出した実速度を走行制御装置２００に出力する。
【００１８】
走行制御装置２００は、走行経路情報記憶部１４０に記憶されている走行経路情報に示される走行経路に沿って走行する車両１００の速度を制御する。図１に示すように、走行制御装置２００は、実位置取得部２２０、実速度取得部２４０、目標加減速度算出部２６０および加減速度制御部２８０を備える。なお、目標加減速度算出部２６０は、本発明の「目標速度取得部」および「走行制御部」として機能する。また、加減速度制御部２８０は、本発明の「走行制御部」として機能する。
【００１９】
実位置取得部２２０は、実位置検出部１６０から出力された実位置を取得して目標加減速度算出部２６０に出力する。
【００２０】
実速度取得部２４０は、実速度検出部１８０から出力された実速度を取得して目標加減速度算出部２６０に出力する。
【００２１】
目標加減速度算出部２６０は、地図情報記憶部１２０に記憶されている地図情報と、走行経路情報記憶部１４０に記憶されている走行経路情報とに基づいて、実位置取得部２２０から出力された実位置に対応するノードに設定されている目標速度を取得する。そして、目標加減速度算出部２６０は、実速度取得部２４０から出力された実速度を当該目標速度に追従させるための目標加減速度を算出する。そして、目標加減速度算出部２６０は、算出した目標加減速度を加減速度制御部２８０に出力する。
【００２２】
加減速度制御部２８０は、目標加減速度算出部２６０から出力された目標加減速度が正の値である場合（すなわち、車両１００を加速させる必要がある場合）、目標加減速度算出部２６０から出力された目標加減速度に応じてアクセルマップ（図示せず）を参照してアクセル開度（車両１００のアクセル操作量）を決定する。そして、加減速度制御部２８０は、決定したアクセル開度に応じたエンジン制御が行われるよう、図示しない車両用電子制御装置（ＥＣＭ）を制御する。
【００２３】
また、加減速度制御部２８０は、目標加減速度算出部２６０から出力された目標加減速度が負の値である場合（すなわち、車両１００を減速させる必要がある場合）、目標加減速度算出部２６０から出力された目標加減速度に応じて制動力ゲイン（図示せず）を参照して制動力（車両１００のブレーキ操作量）を決定する。そして、加減速度制御部２８０は、決定した制動力が発生するよう、図示しないＥＢＳ（電子制御ブレーキシステム）を制御する。
【００２４】
ところで、上記自動運転システムにおいて、車両１００が、車内に起立姿勢の乗員が存在する車両（特に、路線バス）である場合には、加速や減速を行う際に当該乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保する観点から、急加速や急減速を抑制した走行制御を行うことが望まれている。
【００２５】
本願の発明者は、鋭意検討の結果、車両１００が加速や減速を行う際、車両１００内に存在する起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために車両１００の加速度および躍度、言い換えると「乗員に対する慣性力の働き方」が取り得る範囲である転倒防止範囲内に、車両１００の実際の加速度および躍度が含まれれば、当該乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することができることを見出した。転倒防止範囲は、車両１００が様々な加速や減速を行った場合における乗員の転倒の有無などを確かめる実験を予め行い、その実験結果から求められる。
【００２６】
図２は、転倒防止範囲を説明する図である。図２に示すように、縦軸を車両の加速度Ｇ、横軸を車両の躍度としたグラフにおいて、転倒防止範囲３００は、転倒防止範囲３００の境界を規定する境界線３２０（点線）により囲まれる範囲で表すことができる。すなわち、車両１００が走行経路を走行する場合、車両１００の加速度および躍度によりプロットされる点が転倒防止範囲３００に含まれていれば、起立姿勢の乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することができる。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、走行経路を構成する各道路区間の両端のノードにおける目標速度は、車両１００の実際の加速度および躍度が転倒防止範囲内に含まれるように設定されている。
【００２８】
次に、車両１００が加速や減速を行う様々なパターンの一例として、車両１００が一定速度で走行した後、減速して停止する場合について説明する。図３は、車両１００が一定速度で走行した後、減速して停止する場合における実際の速度、加速度および躍度の時間変化の例を示す図である。
【００２９】
図３において、実線ＶＬ１は、車両１００の実際の加速度および躍度が転倒防止範囲内に含まれるように目標速度が設定された場合において、車両１００の実際の速度Ｖが時間的に変化する様子を示す。一点鎖線ＶＬ２は、従来技術のように車両１００の実際の加速度および躍度が転倒防止範囲内に含まれるように目標速度が設定されていない場合において、車両１００の実際の速度Ｖの時間変化を示す。一点鎖線ＶＬ２に示すように、車両１００の減速を開始する際の減速度（負の加速度）は、実線ＶＬ１と比べて大きい。実線ＧＬは、車両１００の実際の加速度および躍度が転倒防止範囲内に含まれるように目標速度が設定された場合において、車両１００の実際の加速度Ｇが時間的に変化する様子を示す。実線ＪＬは、車両１００の実際の加速度および躍度が転倒防止範囲内に含まれるように目標速度が設定された場合において、車両１００の実際の躍度Ｊが時間的に変化する様子を示す。
【００３０】
図４は、図３と同様に、車両１００が一定速度で走行した後、減速して停止する場合において、実際の加速度および躍度の時間変化と転倒防止範囲との関係を示す図である。図４において、実線ＧＪＬは、車両１００が一定速度で走行した後、減速して停止する場合において、車両１００の実際の加速度および躍度によりプロットされる点を矢印方向（時系列方向）に連続的に繋いだ線である。図４に示すように、実線ＧＪＬ、すなわち車両１００の実際の加速度および躍度によりプロットされる点が転倒防止範囲３００に含まれているため、起立姿勢の乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することができる。なお、図３の一点鎖線ＶＬ２に示すように、車両１００が一定速度で走行した後、減速して停止する場合には、図４では図示していないが、車両１００の実際の加速度および躍度によりプロットされる点が転倒防止範囲３００に含まれない箇所が生じる。その結果、起立姿勢の乗員の転倒を防止できず、ひいては当該乗員の安全性を確保することができない。
【００３１】
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、走行制御装置２００は、起立姿勢の乗員の転倒可能性を減少するために車両１００の加速度および躍度が許容される転倒防止範囲３００内に車両１００の実際の加速度および躍度が含まれるように設定された、車両１００の目標速度を取得する目標速度取得部（目標加減速度算出部２６０）と、車両１００の実際の速度が目標速度に追従するように、車両１００の走行制御を行う走行制御部（目標加減速度算出部２６０、加減速度制御部２８０）とを備える。
【００３２】
このように構成した本実施の形態によれば、車両１００の実際の加速度および躍度が転倒防止範囲内に含まれるように目標速度が設定され、車両１００の実際の速度が当該目標速度に追従するように車両１００の走行制御が行われる。そのため、車両１００内で起立姿勢の乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態において、転倒防止範囲３００内において車両１００の実際の加速度および躍度が境界線３２０から離れるように目標速度が設定されれば、起立姿勢の乗員の転倒可能性をより減少することができる一方、車両１００の加速や減速に掛かる時間が長くなりひいては走行経路上の目的地までの車両１００の速達性が低下するおそれがある。そこで、起立姿勢の乗員の転倒を防止しつつ、車両１００の速達性を向上させる観点から、目標速度は、転倒防止範囲３００の境界を規定する境界線３２０を車両１００の実際の加速度および躍度が超えることなく境界線３２０に近づくように設定されることが望ましい。
【００３４】
また、上記実施の形態において、起立姿勢の乗員の数が多い場合（言い換えれば、混雑率が高い場合）における転倒防止範囲（第１の転倒防止範囲）の大きさは、乗員の数が多くない場合（言い換えれば、混雑率が高くない場合）における転倒防止範囲（第２の転倒防止範囲）の大きさより小さいことが望ましい。車両１００が加速や減速を行う場合、車両１００内において起立姿勢の乗員の数が多くなるにつれて当該乗員の転倒しやすくなることが知見として得られているからである。さらに言えば、起立姿勢の乗員の転倒しやすさを向上させる要因として、車両１００の加速度よりも躍度の方が影響していることが知見として得られている。そこで、第１の転倒防止範囲における躍度の上限値と第２の転倒防止範囲における躍度の上限値との差分は、第１の転倒防止範囲における加速度の上限値と第２の転倒防止範囲における加速度の上限値との差分より大きいことが望ましい。
【００３５】
また、上記実施の形態において、車両１００が路線バスなどの大型車両である例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば鉄道車両であっても良い。
【００３６】
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本開示は、乗員の転倒を防止して当該乗員の安全性を確保することが可能な走行制御装置および走行制御方法として有用である。
【符号の説明】
【００３８】
１００  車両
１２０  地図情報記憶部
１４０  走行経路情報記憶部
１６０  実位置検出部
１８０  実速度検出部
２００  走行制御装置
２２０  実位置取得部
２４０  実速度取得部
２６０  目標加減速度算出部
２８０  加減速度制御部
３００  転倒防止範囲
３２０  境界線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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