(57)【要約】【課題】  横加速度最大から前後加速度最大までの区間において、横加速度と前後加速度とを滑らかに繋げることができる走行支援装置を提供する。【解決手段】  GxGyダイアグラム特性設定部12は、単一のカーブを走行する際に設定する基準GxGyダイアグラムに対して、前後加速度の負となる減速領域の曲線の長さを短くし、前後加速度の正となる領域の曲線の長さを横加速度と前後加速度の増加量が等しくなるように長くするようなダイアグラム特性に設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車前方のカーブの形状を検出するカーブ形状検出手段と、
平面座標上で車両の前後加速度と横加速度とを座標軸とするダイアグラムを定義したとき、検出されたカーブの形状に基づいて、前後加速度と横加速度との合成加速度を時間の経過と共に曲線的に遷移させる環状のダイアグラム特性を設定するダイアグラム特性設定手段と、
検出されたカーブを設定されたダイアグラム特性で走行するための速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成手段と、
生成された速度プロファイルをドライバに報知する報知手段と、
を備え、
前記ダイアグラム特性設定手段は、曲率の異なる左右のカーブが連続する場合、自車に近いカーブに対するダイアグラム特性において、単一のカーブを走行する際に設定する基準ダイアグラムに対して、前後加速度の負となる減速領域の曲線の長さを短くし、前後加速度の正となる領域の曲線の長さを横加速度と前後加速度の増加量が等しくなるように長くするようなダイアグラム特性に設定することを特徴とする走行支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の走行支援装置において、
前記ダイアグラム特性設定手段は、前後加速度が負となる減速領域における前記ダイアグラム特性が、減速度最大値における曲線の傾きが前後加速度軸に対して垂直となることを特徴とする走行支援装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の走行支援装置において、
前記ダイアグラム特性設定手段は、自車に近いカーブよりも自車から遠いカーブの曲率が小さい場合には、前後加速度が負となる減速領域の曲線の長さを、前後加速度が正となる加速領域の曲線の長さよりも短くすることを特徴とする走行支援装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の走行支援装置において、
前記ダイアグラム特性設定手段は、自車に近いカーブよりも自車から遠いカーブの曲率が大きい場合には、前後加速度が負となる減速領域の曲線の長さを、前後加速度が正となる加速領域の曲線の長さよりも長くすることを特徴とする走行支援装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の走行支援装置において、
自車速を検知する車速検知手段をさらに有し、
前記報知手段は、生成された速度プロファイルと検知した車速または両者の差分を表示し、音声による速度追従を促すことを特徴とする走行支援装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の走行支援装置において、
自車速を検知する車速検知手段をさらに有し、
検知した自車速が、生成された速度プロファイルに対して追従しない場合、車両の駆動アクチュエータまたは制動アクチュエータの少なくとも一方を作動させて自車の車速を速度プロファイルに追従させる速度制御手段を備えたことを特徴とする走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自車前方のカーブ形状に基づいて、前後加速度と横加速度との合成加速度を時間の経過と共に曲線的に遷移させる環状のダイアグラム特性を設定し、カーブ走行時に自車の合成加速度がダイアグラム特性に沿うように車両の制駆動力を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-162911号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、カーブ形状に応じた横加速度と、横加速度の１階微分値にゲインを乗じて求めた前後加速度とからダイアグラム特性を設定しているため、入口と出口とが同じ曲率である単独のカーブを走行する場合には横加速度と前後加速度とが滑らかに繋がるものの、ワインディング路などの曲率が異なる左右のカーブを走行する場合、横加速度最大から前後加速度最大までの区間において、横加速度と前後加速度とを滑らかに繋げることができないという問題があった。
本発明の目的は、横加速度最大から前後加速度最大までの区間において、横加速度と前後加速度とを滑らかに繋げることができる走行支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、曲率の異なる左右のカーブが連続する場合、自車に近いカーブに対するダイアグラム特性において、単一のカーブを走行する際に設定する基準ダイアグラムに対して、前後加速度の負となる減速領域の曲線の長さを短くし、前後加速度の正となる領域の曲線の長さを横加速度と前後加速度の増加量が等しくなるように長くするようなダイアグラム特性に設定する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、自車に近いカーブを走行する際の横加速度最大値と前後加速度最大値とが同じ大きさとなるため、横加速度最大から前後加速度最大までの区間において、横加速度と前後加速度とを滑らかに繋げることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１の走行支援装置の構成図である。
【図２】実施例１のGxGyダイアグラム特性の設定方法を示す図である。
【図３】自車に近い左カーブの曲率よりも自車から遠い右カーブの曲率が小さいワインディング路における前後加速度の変化を示す図である。
【図４】実施例１のGxGyダイアグラムと従来例（基準GxGyダイアグラム）との形状比較図である。
【図５】実施例１のGxGyダイアグラムと従来例との前後加速度Gxおよび車速Vxの比較結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
［全体構成］
図１は、実施例１の走行支援装置の構成図である。
実施例１の走行支援装置は、車速センサ（車速検知手段）1、ナビゲーションシステム2、カメラ3、コントローラ4、表示装置（報知手段）5、音声装置（報知手段）6、アクセルアクチュエータ（駆動アクチュエータ）7およびブレーキアクチュエータ（制動アクチュエータ）8を備える。
車速センサ1は、自車両の車速を検出する。
ナビゲーションシステム2は、地図情報データベース2aとGPS信号受信機2bとを有し、GPS信号受信機2bから取得した自車両の緯度経度情報を地図情報データベース2aの地図データと重畳して表示装置5に表示する。
カメラ3は、自車両前方の走行環境を撮像する。
【０００９】
コントローラ4は、カーブ形状検出部（カーブ形状検出手段）11、GxGyダイアグラム特性設定部（ダイアグラム特性設定手段）12、速度プロファイル生成部（速度プロファイル生成手段）13および走行支援制御部（速度制御手段）14を有する。
カーブ形状検出部11は、ナビゲーションシステム2からの情報およびカメラ3の撮像画像に基づいて、自車前方のカーブの形状を検出する。
GxGyダイアグラム特性設定部12は、平面座標上で車両の前後加速度Gxと横加速度Gyとを座標軸とするGxGyダイアグラムを定義したとき、検出されたカーブの形状に基づいて、前後加速度と横加速度との合成加速度を時間の経過と共に曲線的に遷移させる環状のGxGyダイアグラム特性を設定する。GxGyダイアグラム特性の設定方法については後述する。
【００１０】
速度プロファイル生成部13は、検出されたカーブを設定されたGxGyダイアグラム特性で走行するための速度プロファイルを生成する。
走行支援制御部14は、生成された速度プロファイルと車速センサ1により検出された現在の車速、または両者の差分をドライバに報知するための報知指令を表示装置5に対し出力する。また、走行支援制御部14は、生成された速度プロファイルに対する速度追従をドライバに促すための報知指令を音声装置6に対し出力する。さらに、走行支援制御部14は、生成された速度プロファイルに対して自車の車速が追従しない場合には、アクセルアクチュエータ7とブレーキアクチュエータ8の少なくとも一方を作動させて自車の車速を速度プロファイルに追従させる。
【００１１】
表示装置5は、走行支援制御部14からの報知指令に応じて報知画面を表示する。
音声装置6は、走行支援制御部14からの報知指令に応じて報知音を出力する。
アクセルアクチュエータ7は、走行支援制御部14からの駆動指令に応じて車輪に駆動トルクを付与する。
ブレーキアクチュエータ8は、走行支援制御部14からの制動指令に応じて車輪に制動トルクを付与する。
【００１２】
［GxGyダイアグラム］
図２は、実施例１のGxGyダイアグラム特性の設定方法を示す図である。
まず、基準GxGyダイアグラムについて説明する。基準GxGyダイアグラムは、あらかじめ設定された前後加速度の制限値Gxmaxおよび横加速度の制限値Gymaxを超えないように、車速から算出した加速度において、減速度または加速度と比較して、下回る方の値を基準値とし、原点通過、基準値および目標横加速度の拘束条件により、下記の楕円式で表されるGxGyダイアグラムである。なお、目標横加速度は、カーブの曲率と車速とから最適な横加速度を設定する。
【数１】
2015120412.tif 000003
aorigは楕円の長軸、borigは楕円の短軸、G0は楕円の中心の座標である。
【００１３】
実施例１では、入口と出口の曲率が同じである単独のカーブを通過する場合、上記基準GxGyダイアグラムをGxGyダイアグラム特性として設定する。一方、図３に示すような、曲率の異なる左右のカーブが連続する場合には、以下の方法でGxGyダイアグラムを設定する。
GxGyダイアグラムは、３つの曲線部A,B,Cから構成される。
曲線部Aは、前後加速度が負(-)となる領域で減速領域のGxGyダイアグラムを構成する曲線部であり、下記の２次式(a)で表される。
Gx = c1Gy2 + c2Gy + c3  …(a)
式(a)における各係数c1,c2,c3は、以下の拘束条件から求めることができる。
1.原点(Gx,Gy)=(0,0)を通過
2.原点における車速（カーブ進入速度）
3.Gy=0に対して対称形状
4.当該カーブよりも連続するカーブの曲率が小さい場合には基準GxGyダイアグラムに対し前後加速度最小値をδG0(0≦δ<1)だけ大きく（減速度最大値をδG0だけ小さく）し、当該カーブよりも連続するカーブの曲率が大きい場合には基準GxGyダイアグラムに対し前後加速度最小値をδG0(0≦δ<1)だけ小さく（減速度最大値をδG0だけ大きく）する。ちなみに、図３の例は前者であるため、減速度最大値は基準GxGyダイアグラムよりも小さくなる。
【００１４】
曲線部Bは、前後加速度が正(+)となる加速領域のうち、曲線部Aとの接続部分から基準GxGyダイアログにおける前後加速度最大値のときの横加速度値付近までの領域で減速領域のGxGyダイアグラムを構成する曲線部であり、下記の２次式(b)で表される。
Gy = a1Gx2 + a2Gx +a3  …(b)
式(b)における各係数a1,a2,a3は、以下の拘束条件から求めることができる。
1.横加速度最大値の出現点βにおける曲線の傾きはゼロ（Gx軸と平行）
2.前後加速度最大値の出現点γにおける曲線の傾きはGx軸と垂直
3.Gy=Gx+G0に対して対称形状
4.基準GxGyダイアグラムに対する加速差（減速差）の面積S1は、基準GxGyダイアグラムに対する曲線部Aの減速差（加速差）の面積S0の0.7〜0.9倍
5.最大加速差は最大減速差δG0のk0倍(1≦k0<2)
【００１５】
曲線部Cは、前後加速度が正(+)となる加速領域のうち、曲線部Bとの接続部分から曲線部Aとの接続部分（原点）までの領域で減速領域のGxGyダイアグラムを構成する曲線部であり、下記の２次式(c)で表される。
Gy = b1Gx2 + b2Gx +b3  …(c)
式(b)における各係数b1,b2,b3は、以下の拘束条件から求めることができる。
1.基準GxGyダイアグラムに対する加速差（減速差）の面積S2=S0-S1
2.原点(Gx,Gy)=(0,0)を通過
3.Gy=-Gx+G0に対して対称形状
なお、曲線部A、曲線部B、曲線部Cの長さをL0,L1,L2としたとき、以下の条件が成立するように式(a),(b),(c)の各係数を設定する。
L0 > (L1 + L2)/2
【００１６】
次に、作用を説明する。
図３において、直進路から車両が右カーブへ進入すると、ドライバが徐々に操舵を切り増すに従い、車両の横加速度が増加していく。このとき、ドライバには設定したGxGyダイアグラム特性から生成した速度プロファールに基づき、車両の減速を促す報知がなされる。その後、車両が定常旋回に入ると、ドライバは操舵の切り増しを止め、操舵角を一定に保つ。このとき、ドライバには設定したGxGyダイアグラム特性から生成した速度プロファイルに基づき、一定車速の維持を促す報知がなされる。次に、ドライバの操舵の切り戻しによって車両の横加速度が減少していく。このとき、ドライバには設定したGxGyダイアグラム特性から生成した速度プロファイルに基づき、車両の加速を促す報知がなされる。これにより、車両の合成加速度を設定したGxGyダイアグラム特性に近づけることができる。なお、次の左カーブにおいても上記と同様であるが、左カーブの先が直線である場合には、基準GxGyダイアグラム特性に基づき速度プロファイルが設定される。
【００１７】
実施例１では、車速が速度プロファイルに追従しない場合には、アクセルアクチュエータ7およびブレーキアクチュエータ8の駆動による制御介入を実施し、車速を速度プロファイルに追従させるため、ドライバは旋回のための操舵をするだけで、横運動に連係した加減速という車両運動を実現できる。このとき、速度プロファイルをGxGyダイアグラム特性に基づいて設定しているため、車両の運動は滑らかな曲線状に遷移する特徴的な運動となり、前後加速度により発生するピッチング運動と、横加速度により発生するロール運動が好適に連係し、ロールレイト、ピッチレイトのピーク値が低減される。
【００１８】
実施例１では、曲率の異なる左右のカーブが連続する場合、１つ目のカーブに対するGxGyダイアグラム特性における曲線部Bを、Gy=Gx+G0に対して対称な２次曲線としているため、横加速度最大値βおよび前後加速度最大値γは、Gy=Gx+G0に対して対称配置となる。よって、１つ目のカーブにおける横加速度最大値と前後加速度最大値が同じ大きさとなるため、横加速度と前後加速度とを滑らかに繋げることができる。また、加速領域のうち横加速度最大から前後加速度最大を超えるまでの区間における横加速度と前後加速度とをバランスよく滑らかに繋げることができる。
【００１９】
また、曲線部Cを、Gy=-Gx+G0に対して対称な２次曲線としているため、加速領域のうち前後加速度最大値を超えてから２つ目のカーブ手前で減速を開始するまでの区間における横加速度と前後加速度とをバランスよく滑らかに繋げることができる。
さらに、曲線部Aを、Gy=0に対して対称な２次曲線としているため、１つ目のカーブ入口から定常旋回に移行するまでの減速領域において、横加速度変化に対する前後加速度変化を減速度増加時と減少時とで同じ特性とすることができ、横加速度と前後加速度とをバランスよく滑らかに繋げることができる。
【００２０】
１つ目のカーブの曲率よりも２つ目のカーブの曲率が小さい場合には、曲線部Aの長さL0を曲線部Bと曲線部Cの長さの和L1+L2よりも短くするため、過度な減速を抑制してカーブ通過時の平均速度を向上できる。
一方、１つ目のカーブの曲率よりも２つ目のカーブの曲率が大きい場合には、曲線部Aの長さL0を曲線部Bと曲線部Cの長さの和L1+L2よりも長くするため、曲率が大きなカーブに進入する際に十分な減速を行うことができ、安全かつ滑らかな乗り心地を再現できる。
【００２１】
図４は、実施例１のGxGyダイアグラムと従来例（基準GxGyダイアグラム）との形状比較であり、S0は減速度最大値となる走行距離、S1は定常旋回となる走行距離、S2は加速度最大値となる走行距離、S3は定常旋回となる走行距離を示す。添字のaは実施例１、bは従来例を示す。図４に示すように、実施例１では、従来例よりも早い段階で前後加速度最大値に到達しているのがわかる。
【００２２】
図５は、実施例１のGxGyダイアグラムと従来例との前後加速度Gxおよび車速Vxの比較結果である。図５(a)から明らかなように、実施例１は比較例よりも減速度最大値が小さく、かつ、加速度最大値が大きくなっている。これにより、図５(b)に示すように、従来例に比してカーブ通過時の平均速度を向上でき、カーブを安全かつ速やかに通過できる。
【００２３】
以上説明したように、実施例１にあっては以下に列挙する効果を奏する。
(1) 自車前方のカーブの形状を検出するカーブ形状検出部11と、平面座標上で車両の前後加速度と横加速度とを座標軸とするGxGyダイアグラムを定義したとき、検出されたカーブの形状に基づいて、前後加速度と横加速度との合成加速度を時間の経過と共に曲線的に遷移させる環状のGxGyダイアグラム特性を設定するGxGyダイアグラム特性設定部12と、検出されたカーブを設定されたGxGyダイアグラム特性で走行するための速度プロファイルを生成する速度プロファイル生成部13と、生成された速度プロファイルをドライバに報知する表示装置5および音声装置6と、を備え、GxGyダイアグラム特性設定部12は、曲率の異なる左右のカーブが連続する場合、自車に近いカーブに対するGxGyダイアグラム特性において、単一のカーブを走行する際に設定する基準GxGyダイアグラムに対して、前後加速度の負となる減速領域の曲線の長さを短くし、前後加速度の正となる領域の曲線の長さを横加速度と前後加速度の増加量が等しくなるように長くするようなダイアグラム特性に設定する。
よって、自車に近いカーブを走行する際の横加速度最大値と前後加速度最大値とが同じ大きさとなるため、横加速度最大から前後加速度最大までの区間において、横加速度と前後加速度とを滑らかに繋げることができる。
【００２４】
(2) ダイアグラム特性設定部12は、前後加速度が負となる減速領域におけるGxGyダイアグラム特性が、減速度最大値における曲線の傾きが前後加速度軸に対して垂直となる。
よって、減速領域において、横加速度変化に対する前後加速度変化を減速度増加時と減少時とで同じ特性とすることができ、横加速度と前後加速度とをバランスよく滑らかに繋げることができる。
【００２５】
(3) ダイアグラム特性設定部12は、自車に近いカーブよりも自車から遠いカーブの曲率が小さい場合には、曲線部Aの長さL0を、曲線部Bと曲線部Cとの長さの和L1+L2よりも短くする。
よって、過度な減速を抑制してカーブ通過時の平均速度を向上できる。
【００２６】
(4) ダイアグラム特性設定部12は、自車に近いカーブよりも自車から遠いカーブの曲率が大きい場合には、曲線部Aの長さL0を、曲線部Bと曲線部Cとの長さの和L1+L2よりも長くする。
よって、曲率が大きなカーブに進入する際に十分な減速を行うことができ、安全かつ滑らかな乗り心地を再現できる。
【００２７】
(5) 自車速を検知する車速センサ1をさらに有し、表示装置5は生成された速度プロファイルと検知した車速または両者の差分を表示し、音声装置6は音声による速度追従を促す。
よって、ドライバに対し横運動に連係した加減速操作を促し、車両の合成加速度を設定したGxGyダイアグラム特性に近づけることができる。
【００２８】
(6) 自車速を検知する車速センサ1をさらに有し、検知した自車速が、生成された速度プロファイルに対して追従しない場合、アクセルアクチュエータ7またはブレーキアクチュエータ8の少なくとも一方を作動させて自車の車速を速度プロファイルに追従させる走行支援制御部14を備えた。
よって、ドライバは旋回のための操舵をするだけで、横運動に連係した加減速という車両運動を実現できる。
【００２９】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
1  車速センサ（車速検知手段）
2  ナビゲーションシステム
2a  地図情報データベース
2b  GPS信号受信機
3  カメラ
4  コントローラ
5  表示装置（報知手段）
6  音声装置（報知手段）
7  アクセルアクチュエータ（駆動アクチュエータ）
8  ブレーキアクチュエータ（制動アクチュエータ）
11  カーブ形状検出部（カーブ形状検出手段）
12  GxGyダイアグラム特性設定部（ダイアグラム特性設定手段）
13  速度プロファイル生成部（速度プロファイル生成手段）
14  走行支援制御部（速度制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015120412.tif 000006
【図４】
2015120412.tif 000007
【図５】
2015120412.tif 000008