(57)【要約】【課題】安全性を高めると共に、ドライバの快適さや利便性を向上させ、とりわけ車両の操縦性やコーナリング特性を改善することができる、車両の運転補助を行うための方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明による車両の運転補助を行うための方法及び装置は、道路を前後方向に走行している車両の運転補助を行うための方法及び装置であって、車両の横加速度に基づいて、第１前後加速度目標値を求め、車両の目標速度に基づいて、第２前後加速度目標値を求め、第１前後加速度目標値と第２前後加速度目標値との最小値に基づいて、第３前後加速度目標値を求め、第３前後加速度目標値に基づいて、車両の前後加速度を制御する。【選択図】図９
2015067270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を前後方向に走行している車両の運転補助を行うための方法であって、
前記車両の横加速度に基づいて、第１前後加速度目標値を求める手順と、
前記車両の目標速度に基づいて、第２前後加速度目標値を求める手順と、
前記第１前後加速度目標値と前記第２前後加速度目標値との最小値に基づいて、第３前後加速度目標値を求める手順と、
前記第３前後加速度目標値に基づいて、前記車両の前後加速度を制御する手順と、
を有することを特徴とする車両の運転補助を行うための方法。
【請求項２】
前記第２前後加速度目標値は、前記車両の前記目標速度に基づくクルーズ・コントロールに従って求められる、又は、前記車両の前記目標速度及び前記車両から前記車両の先行車までの目標距離に基づくアダプティブ・クルーズ・コントロールに従って求められる、請求項１に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項３】
前記第１前後加速度目標値を求める手順は、前記車両の横加速度に基づいて第４前後加速度目標値を求める手順と、前記第４前後加速度目標値を調整する手順とを有し、
前記第４前後加速度目標値は、前記車両の実際の速度と前記車両の前記目標速度との差、前記車両から前記車両の先行車までの実際の距離と前記車両から前記先行車までの目標距離との差、前記車両の速度と前記先行車の速度との差、及び前記道路の前記車両の前方の位置であるプレビューポイントにおける前記道路の曲率の推定値と前記車両の現在の速度とに基づいて計算される、前記プレビューポイントにおける前記車両の推定横加速度のうち、少なくとも１つに基づいて調整される、請求項１又は２に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項４】
前記第４前後加速度目標値は、重み関数から求められる第１重み係数に基づいて調整され、
前記重み関数は、前記車両の前記実際の速度と前記車両の前記目標速度との差、前記車両から前記先行車までの前記実際の距離と前記車両から前記先行車までの前記目標距離との差、前記車両の前記速度と前記先行車の前記速度との差、及び前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度のうち、少なくとも１つに依存する、請求項３に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項５】
前記第４前後加速度目標値は、第１重み係数に基づいて調整され、
前記第１重み係数は、前記車両の前記実際の速度と前記車両の前記目標速度との差に依存する第１重み関数、前記車両から前記先行車までの前記実際の距離と前記車両から前記先行車までの前記目標距離との差に依存する第２重み関数、前記車両の前記速度と前記先行車の前記速度との差に依存する第３重み関数、及び前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度に依存する第４重み関数のうち、少なくとも１つから求められる、請求項３に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項６】
前記第２前後加速度目標値を求める手順は、前記車両の前記目標速度に基づいて第５前後加速度目標値を求める手順と、前記第５前後加速度目標値を調整する手順とを有し、
前記第５前後加速度目標値は、前記車両の実際の速度と前記車両の前記目標速度との差、前記車両から前記車両の先行車までの実際の距離と前記車両から前記先行車までの目標距離との差、前記車両の速度と前記先行車の速度との差、及び前記道路の前記車両の前方の位置であるプレビューポイントにおける前記道路の曲率の推定値と前記車両の現在の速度とに基づいて計算される、前記プレビューポイントにおける前記車両の推定横加速度のうち、少なくとも１つに基づいて調整される、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項７】
前記第２前後加速度目標値を求める手順は、前記車両の前記目標速度に基づいて第５前後加速度目標値を求める手順と、前記第５前後加速度目標値を調整する手順とを有し、
前記第５前後加速度目標値は、前記車両の実際の速度と前記車両の前記目標速度との差、前記車両から前記車両の先行車までの実際の距離と前記車両から前記先行車までの目標距離との差、前記車両の速度と前記先行車の速度との差、及び前記道路の前記車両の前方の位置であるプレビューポイントにおける前記道路の曲率の推定値と前記車両の現在の速度とに基づいて計算される、前記プレビューポイントにおける前記車両の推定横加速度のうち、少なくとも１つに基づいて調整される、請求項４又は５に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項８】
前記第５前後加速度目標値は、重み関数から求められる第２重み係数に基づいて調整され、
前記重み関数は、前記車両の前記実際の速度と前記車両の前記目標速度との差、前記車両から前記先行車までの前記実際の距離と前記車両から前記先行車までの前記目標距離との差、前記車両の前記速度と前記先行車の前記速度との差、及び前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度のうち、少なくとも１つに依存する、請求項６に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項９】
前記第５前後加速度目標値は、重み関数から求められる第２重み係数に基づいて調整され、
前記重み関数は、前記車両の前記実際の速度と前記車両の前記目標速度との差、前記車両から前記先行車までの前記実際の距離と前記車両から前記先行車までの前記目標距離との差、前記車両の前記速度と前記先行車の前記速度との差、及び前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度のうち、少なくとも１つに依存する、請求項７に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１０】
前記第５前後加速度目標値は、第２重み係数に基づいて調整され、
前記第２重み係数は、前記車両の前記実際の速度と前記車両の前記目標速度との差に依存する第１重み関数、前記車両から前記先行車までの前記実際の距離と前記車両から前記先行車までの前記目標距離との差に依存する第２重み関数、前記車両の前記速度と前記先行車の前記速度との差に依存する第３重み関数、及び前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度に依存する第４重み関数のうち、少なくとも１つから求められる、請求項６に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１１】
前記第５前後加速度目標値は、第２重み係数に基づいて調整され、
前記第２重み係数は、前記車両の前記実際の速度と前記車両の前記目標速度との差に依存する第１重み関数、前記車両から前記先行車までの前記実際の距離と前記車両から前記先行車までの前記目標距離との差に依存する第２重み関数、前記車両の前記速度と前記先行車の前記速度との差に依存する第３重み関数、及び前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度に依存する第４重み関数のうち、少なくとも１つから求められる、請求項７に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１２】
前記第１重み係数と前記第２重み係数は、同じ重み関数から求められ、前記第１重み係数と前記第２重み係数との合計が１である、請求項９又は１１に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１３】
前記第４前後加速度目標値は、
前記第４前後加速度目標値がゼロより小さい場合は、前記第１前後加速度目標値を前記第４前後加速度目標値とし、
前記第４前後加速度目標値がゼロ以上の場合は、前記第４前後加速度目標値から、前記第４前後加速度目標値と前記第５前後加速度目標値との差と前記第１重み係数との積を、減算することによって前記第１前後加速度目標値を求める、
ようにして調整される、請求項１２に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１４】
前記第５前後加速度目標値は、
前記第５前後加速度目標値が前記第４前後加速度目標値より大きい場合は、前記第２前後加速度目標値を前記第５前後加速度目標値とし、
前記第５前後加速度目標値が前記第４前後加速度目標値以下の場合は、前記第５前後加速度目標値に、前記第４前後加速度目標値と前記第５前後加速度目標値間との差と前記第２重み係数との積を、加算することによって前記第２前後加速度目標値を求める、
ようにして調整される、請求項１２又は１３に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１５】
前記第１前後加速度目標値を求める手順は、コーナリング時の前記車両の前記横加速度とこれに対応する前記車両の横加加速度とに基づいて計算される第６前後加速度目標値を求める手順を有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１６】
前記第１前後加速度目標値を求める手順は、第７前後加速度目標値を求める手順を有し、
前記第７前後加速度目標値は、プレビューポイントにおける前記車両の推定横加速度に基づいて計算され、
前記プレビューポイントは、予め定めた予見距離だけ又は予め定めた予見時間と前記車両の現在の速度とに基づいて計算される予見距離だけ、前記車両の前方の位置であり、
前記プレビューポイントにおける前記車両の前記推定横加速度は、前記プレビューポイントにおける前記道路の曲率の推定値と前記車両の現在の速度とに基づいて計算される、請求項１５に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１７】
前記第１前後加速度目標値は、前記第６前後加速度目標値と前記第７前後加速度目標値に基づいて求められる、請求項１６に記載の車両の運転補助を行うための方法。
【請求項１８】
道路を前後方向に走行している車両の運転補助を行うための装置であって、
前記車両の前記横加速度に基づいて、前記第１前後加速度目標値を求める第１前後加速度目標値決定手段と、
前記車両の前記目標速度に基づいて、前記第２前後加速度目標値を求める第２前後加速度目標値決定手段と、
前記第１前後加速度目標値と前記第２前後加速度目標値との最小値に基づいて、前記第３前後加速度目標値を求める第３前後加速度目標値決定手段と、
前記第３前後加速度目標値に基づいて、前記車両の前記前後加速度を制御する前後加速度制御手段と、を備え、
請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法を実行することを特徴とする車両の運転補助を行うための装置。
【請求項１９】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法の各手順を、車両制御装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転補助を行うための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転補助を行う先行技術においては、電子安定プログラム（Electronic Stability Program、ＥＳＰ）あるいはダイナミック・スタビリティ・コントロール（Dynamic Stability Control、ＤＳＣ）とも呼ばれるいわゆる電子安定制御（Electronic Stability Control、ＥＳＣ）の概念が知られている。これは、トラクションの損失を検出及び軽減することで車両安定性による安全性を向上させるために、コンピュータにより実現される制御技術であり、制御の対象は車両のヨーモーメントである。
【０００３】
車両の運転補助を行うためのその他の制御概念として、いわゆるクルーズ・コントロール（cruise control、ＣＣ）やアダプティブ・クルーズ・コントロール（adaptive cruise control、ＡＣＣ）などが知られている。クルーズ・コントロール（ＣＣ）によると、被制御車両の前後加速度が、被制御車両のユーザー設定速度と現在の速度との比較に基づいて制御される。現在の速度がユーザー設定速度より遅い場合は、現在の速度とユーザー設定速度が一致するまで被制御車両は加速され、現在の速度がユーザー設定速度より速い場合は、現在の速度とユーザー設定速度が一致するまで被制御車両は減速される。
【０００４】
アダプティブ・クルーズ・コントロール（ＡＣＣ）によると、車両は前述のクルーズ・コントロール（ＣＣ）と同様に制御されるが、これに加えて、先行車までの距離がユーザー設定又は事前設定の目標距離以下であると判断されると、直ちにかつ判断されている間は、先行車までの目標距離を維持するように、少なくとも先行車が目標速度以下の速度で走行している間は被制御車両の前後加速度が制御される。
【０００５】
特許文献１によると、最近、車両の運転補助を行うためのもう１つの概念が提案されており、この概念（例えばＧベクトル制御（G-Vectoring Control）、ＧＶＣと呼ばれる）は、前述の電子安定制御（ＥＳＣ）に代わるもの、あるいは追加されるものとして規定することができ、その制御対象は車両の前後加速度であり、車両の横加速度と横加加速度に基づいて制御される。ＧＶＣの前後方向制御の概念は、車両の予測される横加速度及び横加加速度を用いて、プレビューＧベクトル制御（Preview G-Vectoring Control、ＰＧＶＣ）として拡張される場合がある。
【０００６】
具体的には、制御の概念に従って、車両の前後方向に垂直な横方向への車両の加速度である車両の横加速度、及び横方向への車両の加加速度である車両の横加加速度が求められる。車両の前後方向とは、車両の走行方向に対応する方向である。この求められた横加速度及び横加加速度に基づいて、車両の前後加速度が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＥＰ１９９２５３７Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
車両の前後加速度の制御、及び横加加速度に基づく制御という原則的概念は開発されたが、安全性を高めると共に、ドライバの快適さや利便性を向上させ、とりわけ車両の操縦性やコーナリング特性を改善するためには、特許文献１に記載の制御概念を修正し、さらに開発を進めることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による車両の運転補助を行うための方法は、次のような特徴を有する。道路を前後方向に走行している車両の運転補助を行うための方法であって、前記車両の横加速度に基づいて、第１前後加速度目標値を求める手順と、前記車両の目標速度に基づいて、第２前後加速度目標値を求める手順と、前記第１前後加速度目標値と前記第２前後加速度目標値との最小値に基づいて、第３前後加速度目標値を求める手順と、前記第３前後加速度目標値に基づいて、前記車両の前後加速度を制御する手順とを有する。
【００１０】
本発明による車両の運転補助を行うための装置は、次のような特徴を有する。道路を前後方向に走行している車両の運転補助を行うための装置であって、前記車両の前記横加速度に基づいて、前記第１前後加速度目標値を求める第１前後加速度目標値決定手段と、前記車両の前記目標速度に基づいて、前記第２前後加速度目標値を求める第２前後加速度目標値決定手段と、前記第１前後加速度目標値と前記第２前後加速度目標値との最小値に基づいて、前記第３前後加速度目標値を求める第３前後加速度目標値決定手段と、前記第３前後加速度目標値に基づいて、前記車両の前記前後加速度を制御する前後加速度制御手段とを備え、上記の方法を実行する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による車両の運転補助を行うための方法及び装置を用いると、安全性を高めると共に、ドライバの快適さや利便性を向上させ、とりわけ車両の操縦性やコーナリング特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】曲がりくねった道路を走行中の前後加速度（Ｇｘ）及び横加速度（Ｇｙ）の時間変化を例示する図（（ａ）は熟練ドライバがＧｘを制御、（ｂ）はＡＣＣがＧｘを制御）。
【図２】横加速度Ｇｙ、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔ、及びＧＶＣによって決定される前後加速度目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣ間の関係を例示する図。
【図３】Ｇ−Ｇダイアグラムを例示する図。
【図４】プレビューＧベクトル制御（ＰＧＶＣ）のための予見の一般概念に基づく前後加速度モデルを例示する図。
【図５】プレビューＧベクトル制御（ＰＧＶＣ）による減速制御を図によって例示する図。
【図６】プレビューＧベクトル制御（ＰＧＶＣ）による加速制御を図によって例示する図。
【図７】２箇所のコーナリングがあるコースの配置を図によって例示する図。
【図８】熟練ドライバによって生じた前後加速度と、ＰＧＶＣコマンド（Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ）の計算結果との比較を例示する図。
【図９】本発明の一実施態様による制御システムの概略構成を例示する図。
【図１０】本発明の一実施態様による重み関数の概略を例示する図。
【図１１】本発明の一実施態様による制御システムの組み合わせブロックの概略構成を例示する図。
【図１２】先行車がいない場合の前後加速度制御を図によって例示する図。
【図１３】先行車がいる場合の前後加速度制御を図によって例示する図。
【図１４】ＡＣＣとＰＧＶＣを組み合わせて前後加速度を制御する制御システムの概要を例示する図。
【図１５】本発明の別の実施態様による制御システムの概略構成を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上記の発明が解決しようとする課題に鑑みて、本発明は、車両の運転補助を行うための方法、及び車両の運転補助を行うための装置を提案する。さらに、この方法を実行するためのコンピュータプログラムを提案する。なお、従属請求項に記載した発明は、本発明の好ましい実施態様の一部に係わる。
【００１４】
本発明の一般的態様によれば、走行している車両の横加速度及び横加加速度、又は少なくとも、走行している車両の横加速度及び横加加速度を示すパラメータを求め、とりわけ定期的に求め又は継続的に監視し、求めた横加速度及び横加加速度に基づいて、又はクルーズ・コントロールもしくはアダプティブ・クルーズ・コントロールにより、走行している車両の前後加速度を制御することができる、車両の運転補助を行うための方法又は装置を提供することができる。
【００１５】
また、追加又は代替として、走行している車両の横加速度及び横加加速度、又は少なくとも、走行している車両の横加速度及び横加加速度を示すパラメータを、被制御車両の車両速度に基づいて、及び、被制御車両の前方の道路（例えばプレビューポイント）のカーブの曲率などの曲率情報に基づいて、事前に予測（推定）し、とりわけ定期的に予測（推定）し又は継続的に予測（推定）し、予測（推定）した横加速度及び横加加速度に基づいて、例えば被制御車両の前方の道路のカーブの曲率の時間微分値及び被制御車両の車両速度に基づいて、又はクルーズ・コントロールもしくはアダプティブ・クルーズ・コントロールにより、走行している車両の前後加速度を制御することができる、車両の運転補助を行うための方法又は装置を提供することができる。
【００１６】
上記において、被制御車両の前後方向が、クルーズ・コントロールやアダプティブ・クルーズ・コントロールの目標とする前後加速度制御値に従って、又は求めたもしくは予測（推定）した横加速度及び／又は横加加速度に基づいて決定した別の目標前後加速度制御値に基づいて制御されるかどうかは、独立して求めた目標前後加速度制御値の比較に基づいて、とりわけ比較した目標前後加速度制御値のうち最小値を取ることによって、判定することができる。
【００１７】
これには、異なる制御アルゴリズムを容易かつ効率的に組み合わせることができるという利点、すなわち、各々の目標前後加速度制御値を異なる制御アルゴリズムにより独立して求めることができるという利点がある。したがって、比較した目標前後加速度制御値のうち小さい方の制御値である目標前後加速度制御値が、車両の制御装置から駆動装置に実際に出力されるため、出力された目標前後加速度制御値に基づいて車両の前後加速度が制御される。
【００１８】
安全上の理由から、比較した２つ（又は３つ以上）の目標前後加速度制御値のうち小さい方の目標前後加速度制御値が必ず出力されるため、このような制御アルゴリズムの組み合わせには、安全性の高い運転を実現できるというさらなる利点もある。
【００１９】
すなわち、目標前後加速度制御値の双方が正の加速度の場合、小さい方の目標前後加速度制御値が用いられることにより、車両の前後加速度のうち小さい方の正の加速度、つまりあまり強くない加速力がもたらされる。一方、目標前後加速度制御値の双方が負の加速度の場合、小さい方の目標前後加速度制御値（すなわち負の値の大きい方）が用いられることにより、車両の前後減速度のうち大きい方の負の加速度、つまりより強い減速力がもたらされる。最後に、一方の目標前後加速度制御値が正の加速度で、もう一方の目標前後加速度制御値が負の加速度の場合は、負の目標前後加速度制御値が用いられることにより、同時に発行された加速コマンドよりも減速コマンドが優先される。したがって、この制御アルゴリズムに従うと、安全性の高い運転を維持することができる。
【００２０】
本発明の第１の態様によれば、道路を前後方向に走行している被制御車両の運転補助を行うための方法であって、被制御車両の横加速度（例えばＧＶＣによる場合など、車両の実際の現在の横加速度、又は被制御車両の現在の位置より前方の位置であるプレビューポイントで被制御車両に作用する被制御車両の予測／推定された横加速度）に基づいて第１前後加速度目標値を決定すること、被制御車両の目標速度に基づいて第２前後加速度目標値を決定すること、第１前後加速度目標値と第２前後加速度目標値のうち最小値に基づいて第３前後加速度目標値を決定すること、及び決定した第３前後加速度目標値に基づいて被制御車両の前後加速度を制御することを含む方法が提案される。
【００２１】
本発明の好ましい態様によれば、第２前後加速度目標値は、被制御車両の目標速度に基づくクルーズ・コントロールにより決定してもよく、又は第２前後加速度目標値は、被制御車両の目標速度及び被制御車両から被制御車両の先行車までの目標距離に基づくアダプティブ・クルーズ・コントロールにより決定してもよい。
【００２２】
本発明の別の好ましい態様によれば、被制御車両の横加速度に基づいて第４前後加速度目標値を決定する手順、及び第４前後加速度目標値を調整する手順を、第１前後加速度目標値を決定する手順に含めることができる。
【００２３】
好ましくは、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差、被制御車両の速度と先行車の速度間の差、及び被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度であって、プレビューポイントにおける道路の曲率の推定（予測）及び／又は被制御車両の現在位置の道路の曲率、及び被制御車両の現在の速度に基づいて計算される推定横加速度のうち少なくとも１つに基づいて、第４前後加速度目標値を調整する手順を実施する。
【００２４】
状況によっては、被制御車両の横加速度に基づく前後加速度の制御を、被制御車両の目標速度及び／又は先行車までの目標距離に基づく前後加速度制御より優先することが好ましい場合がある。かかる状況は、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差、被制御車両の速度と先行車の速度間の差、及び／又は被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度といった条件など、様々な条件に応じて決定することができる。
【００２５】
上記態様には、基本的な前後加速度目標値を、他の前後加速度目標値と比較する前に適切に調整すれば、被制御車両の横加速度に基づく前後加速度を条件に応じて優先させることができるという利点がある。
【００２６】
好ましくは、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差、被制御車両の速度と先行車の速度間の差、及び被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度のうち少なくとも１つに依存する重み関数から決定される第１重み係数に基づいて、第４前後加速度目標値を調整する手順を実施する。
【００２７】
代替的な好ましい一態様では、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差に依存する第１重み関数、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差に依存する第２重み関数、被制御車両の速度と先行車の速度間の差に依存する第３重み関数、及び被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度に依存する第４重み関数のうち少なくとも１つから求められる第１重み係数に基づいて、第４前後加速度目標値を調整する手順を実施することができる。
【００２８】
さらに別の好ましい態様によれば、被制御車両の目標速度に基づく第５前後加速度目標値を決定する手順、及び第５前後加速度目標値を調整する手順を、第２前後加速度目標値を決定する手順に含めることができる。
【００２９】
好ましくは、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差、被制御車両の速度と先行車の速度間の差、被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度であって、プレビューポイントにおける道路の曲率の推定値に基づいて計算される推定横加速度、及び被制御車両の現在の速度のうち少なくとも１つに基づいて、第５前後加速度目標値を調整する手順を実施する。
【００３０】
状況によっては、被制御車両の目標速度及び／又は先行車までの目標距離に基づく前後加速度の制御を、被制御車両の横加速度に基づく前後加速度制御より優先することが好ましい場合がある。かかる状況もまた、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差、被制御車両の速度と先行車の速度間の差、及び／又は被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度といった条件など、様々な条件に応じて決定することができる。
【００３１】
上記態様には、基本的な前後加速度目標値を、他の前後加速度目標値と比較する前に適切に調整すれば、被制御車両の目標速度及び／又は先行車までの目標距離に基づく前後加速度を条件に応じて優先させることができるという利点がある。
【００３２】
好ましくは、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差、被制御車両の速度と先行車の速度間の差、及び被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度のうち少なくとも１つに依存する重み関数から求められる第２重み係数に基づいて、第５前後加速度目標値を調整する手順を実施する。
【００３３】
代替的な好ましい一態様では、被制御車両の実際の速度と被制御車両の目標速度間の差に依存する第１重み関数、被制御車両から先行車までの実際の距離と被制御車両から先行車までの目標距離間の差に依存する第２重み関数、被制御車両の速度と先行車の速度間の差に依存する第３重み関数、及び被制御車両の前方の道路のプレビューポイントにおける被制御車両の推定横加速度に依存する第４重み関数のうち少なくとも１つから求められる第２重み係数に基づいて、第５前後加速度目標値を調整する手順を実施することができる。
【００３４】
さらに好ましい態様では、上述の第１及び第２重み係数の合計が１になるように、第１及び第２重み係数を同じ重み関数から求めることができる。
【００３５】
さらに好ましい態様では、第４前後加速度目標値がゼロより小さい場合は、第１前後加速度目標値を第４前後加速度目標値として決定し、第４前後加速度目標値がゼロ以上の場合は、第１重み係数と、第４前後加速度目標値と第５前後加速度目標値間の差との積を第４前後加速度目標値から減算することによって第１前後加速度目標値を決定するように、第４前後加速度目標値を調整する手順を実施することができる。
【００３６】
さらに好ましい態様では、第５前後加速度目標値が第４前後加速度目標値より大きい場合には、第２前後加速度目標値を第５前後加速度目標値として決定し、第５前後加速度目標値が第４前後加速度目標値以下の場合には、第２重み係数と、第４前後加速度目標値と第５前後加速度目標値間の差との積を第５前後加速度目標値に加算することによって第２前後加速度目標値を決定するように、第５前後加速度目標値を調整する手順を実施することができる。
【００３７】
別の好ましい態様では、コーナリング時の車両の求めた横加速度及びこれに対応する横加加速度に基づいて計算される第６前後加速度目標値を決定する手順を、第１前後加速度目標値を決定する手順にさらに含めることができる。
【００３８】
別の好ましい態様では、プレビューポイントにおける車両の推定横加速度であって、プレビューポイントにおける推定横加速度に基づいて計算される第７前後加速度目標値を決定する手順を、第１前後加速度目標値を決定する手順にさらに含めることができる。プレビューポイントは、予め定めた所定の予見距離、又は予め定めた所定の予見時間と車両の現在速度とに基づいて計算される予見距離だけ、被制御車両の前方に位置する地点である。プレビューポイントにおける推定横加速度は、プレビューポイントにおける道路の曲率の推定値と被制御車両の現在速度とに基づいて計算される。
【００３９】
上記の好ましい態様では、第６前後加速度目標値及び第７前後加速度目標値に基づいて第１前後加速度目標値を決定することが好ましい。
【００４０】
本発明の第２の態様によれば、上記の本発明の第１の態様及び好ましい態様のうちのいずれか１つとして記載した方法に従い、道路を前後方向に走行する被制御車両の運転補助を行うための装置（車両に実装された又は搭載可能な制御装置又は制御システムなど）が提案される。
【００４１】
上記の装置には、被制御車両の横加速度に基づいて第１前後加速度目標値を決定するための第１前後加速度目標値決定手段、被制御車両の目標速度に基づいて第２前後加速度目標値を決定するための第２前後加速度目標値決定手段、第１前後加速度目標値と第２前後加速度目標値のうち最小値に基づいて第３前後加速度目標値を決定するための第３前後加速度目標値決定手段、及び決定された第３前後加速度目標値に基づいて被制御車両の前後加速度を制御するための前後加速度制御手段を含めることができる。
【００４２】
本発明の第３の態様によれば、上記の本発明の第１の態様及び好ましい態様のうちのいずれか１つとして記載した方法の各手順を車両制御装置に実行させるためのコンピュータプログラムを含むプログラム製品が提案される。
【００４３】
上記において、「加速度」という用語は、速さ（又は速度）の時間についての導関数を、「加加速度」という用語は、加速度の時間についての導関数又は速さ（又は速度）の時間についての第２次導関数を、それぞれ指す場合がある。一般に、別段の記載がない限り、本明細書で用いる場合の「加速度」という用語は、正の加速度（すなわち速度を上げること）のみならず、負の加速度（すなわち減速又は速度を下げること）も含む場合がある。
【００４４】
車両の横方向とは、車両のピッチ軸の方向と呼ばれることもあり、車両の前後方向とは、車両のロール軸の方向と呼ばれることもある。
【００４５】
さらに、速度、加速度及び加加速度は概してベクトル量であるが、横加速度、前後加速度及び横加加速度等の用語は、一般にスカラー量を指す。
【００４６】
座標系の主軸としてヨー軸、ピッチ軸及びロール軸を有する車両のデカルト座標系では、横加速度は、加速度ベクトルのピッチ軸座標での値を指し、前後加速度は、加速度ベクトルのロール軸座標での値を指す。同様に、横加加速度は加加速度ベクトルのピッチ軸座標での値を指す。
【００４７】
運転制御では、減速及び／又は制動という意味において、車両の正の加速度（速度を上げるという意味での車両の加速）と負の加速度（減速）とを区別するのが好ましいことがあるが、運転制御は左折運転と右折運転とで同様に実行することが好ましいため、横加速度については、正の横加速度（すなわち左／右への加速）と負の横加速度（すなわち右／左への加速）とを必ずしも区別する必要はない。
【００４８】
したがって、横加速度は、加速度ベクトルのピッチ軸座標での絶対値を指す場合もある。横加加速度は、横加速度の絶対値の時間についての導関数を指すことが好ましい。一方、横加加速度については、やはり、正の加加速度（すなわち横加速度の増加）と負の加加速度（すなわち横加速度の減少）とを区別するのが好ましいことがある。
【実施例】
【００４９】
本発明の好ましい実施態様を、添付図面を参照しながら以下に説明する。説明する各実施態様の特徴及び態様を改良したり組み合わせたりすれば、本発明のさらなる実施態様を提供することができる。
【００５０】
これらの図面では、前後加速度を制御して一定速度を維持し先行車との安全な車間距離を維持する、プレビューＧベクトル制御（ＰＧＶＣ）とアダプティブ・クルーズ・コントロール（ＡＣＣ）との組み合わせを、例示的な実施態様との関連で例として説明している。ただし、クルーズ・コントロール（ＣＣ）はＡＣＣの機能の１つであり、ＡＣＣではなくＣＣとＰＧＶＣを組み合わせる他の例示的な事例も、本実施形態に含まれると見なされる。具体的には、例示的な実施態様として以下で検討する制御アルゴリズムの組み合わせは、ＰＧＶＣとＡＣＣとの制御アルゴリズムの組み合わせであるが、ＰＧＶＣ及びＧＶＣ（Ｇベクトル制御）のいずれかと、ＣＣ及びＡＣＣのいずれかとの組み合わせにも適用することができる。また、３つ以上の制御アルゴリズムを組み合わせることもできる。
【００５１】
クルーズ・コントロール（ＣＣ）は、運転中のドライバのペダル作業を軽減する機能の１つである。ＣＣは一定速度を維持する上で有用である。しかし、曲がりくねった道路を運転する際には、通常、コーナリング時の加速／減速でＣＣは十分に機能しないため、ＣＣは使用しにくい。
【００５２】
曲がりくねった道路での便利かつ安全な使用に向けてＣＣを拡張するものとして、コーナリングのための独立した前後加速度制御（プレビューＧベクトル制御：ＰＧＶＣ）とＣＣを、最小値選択法及び任意ではあるが１つ以上の重み関数に基づき、（制御装置における前後加速度目標値決定手段としての）組み合わせブロックを用いて組み合わせれば、コーナリング時にＰＧＶＣによる加速度制御を優先させることができ、利便性が高まる。さらに、この構造によって、各機能の差し替え／追加／削除（例えばＣＣをアダプティブ・クルーズ・コントロール：ＡＣＣにするなど）が容易になると共に、組み合わせブロックでの最小値選択法及び重み関数によって簡便性、安全性及び快適さも高まる。
【００５３】
図１は、曲がりくねった道路を運転する際の被制御車両の前後加速度Ｇｘ（実線）、及び横加速度Ｇｙ（点線）の変化を例示している。図１（ａ）に示す前後加速度Ｇｘは、熟練ドライバにより（いかなる自動制御も使用せず）制御され、図１（ｂ）では、被制御車両の前後加速度ＧｘがＡＣＣによって制御されている。
【００５４】
いずれの場合も最大横加速度のピークはほぼ同じ（５ｍ／ｓ２程度）であるが、前後加速度の変化は全く異なる。熟練ドライバは、横加速度の絶対値が増加した後に車両を減速させ（図１（ａ）のＡ部分）、コーナリング終了の直前に加速を開始している（図１（ａ）のＢ部分）。しかし、ＡＣＣによる制御では、コーナリング開始時には車両を減速させておらず（図１（ｂ）のＡ’部分）、コーナリング中に減速を開始している（図１（ｂ）のＢ’部分）。前後加速度のこのような相違により、このＡＣＣ制御システムが作動すると、コーナリング時にドライバに不快感が生じる。
【００５５】
ＡＣＣの機能を拡張し、曲がりくねった道路を走行する際にも使用できるようにするため、曲率情報を用い、かつ、ＧＶＣ又はＰＧＶＣに従った前後加速度制御アルゴリズムを、追加として例示的に提案する。
【００５６】
前後加速度制御は横方向の移動に基づいているため、横加加速度を用いた「Ｇベクトル制御」（G-Vectoring Control、ＧＶＣ）と呼ばれる前後加速度制御を利用することができる。ＧＶＣを定義する基本式として、以下の式を用いることができる。
【００５７】
【数１】
2015067270.tif 000003
【００５８】
ここで、Ｇｘｔ＿ＧＶＣは前後加速度コマンド（前後加速度目標値）、Ｃｘｙはゲイン係数、Ｇｙは被制御車両の横加速度、ｄＧｙ／ｄｔは、被制御車両の横加速度の時間導関数として得られた被制御車両の横加加速度である。式（１）は、横移動と連携して前後加速度を制御する場合の基本式である。言い換えれば、非常に単純な制御ルールである。すなわちＧｘｔ＿ＧＶＣは基本的に、一次遅れ（Ｔｓ）を含むＣｘｙとＧｙの積によって決まる。車両テストの結果によると、熟練ドライバの協調制御の方法の一部を式（１）で再現できることが確認された。
【００５９】
具体的には、定期的もしくは周期的に求める又は継続的に監視する、車両のピッチ軸方向の横加速度Ｇｙを制御ユニット（制御装置）に直接入力するように構成された、又は横加速度Ｇｙを推定できる場合の基となるセンサ情報を間接的に提供するように構成されたセンサＡ又はセンサシステムによるセンサ入力に基づいて、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは、決定され、制御ユニットからの前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣ出力に従って、車両を加速／減速させるための１つ以上の駆動装置Ｂに出力される。
【００６０】
センサＡ又はセンサシステムには、例えばモーションセンサ、加速度計及び／又はヨーレート、ピッチレート、ロールレートを検知するジャイロセンサなどの、加速度を検知するセンサを含めることができる。これらに加えて又はこれらの代わりに、ハンドル（又は駆動輪）角度を検知するハンドル角度（駆動輪角度）センサをセンサＡに含めることもでき、横加速度は、車両速度及び求められたハンドル角度（駆動輪角度）に基づいて計算することができ、及び／又はジャイロセンサによって求められたピッチレート、ロールレート及び／又はヨーレートに基づいて推定することができる。
【００６１】
入力された横加速度Ｇｙに基づき、時間についての横加速度Ｇｙの導関数として得られた又は計算されたものを横加加速度ｄＧｙ／ｄｔと呼び、横加速度Ｇｙ及び横加加速度ｄＧｙ／ｄｔに基づいて、上記の式（１）に従い、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣが計算される。
【００６２】
ここでＣｘｙ及びＴは、予め定義し、制御ユニット１の記憶ユニットに格納することができる補助的な制御パラメータである。Ｃｘｙは「ゲイン係数」（無次元パラメータ）と呼ばれ、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは、ゲイン係数Ｃｘｙ及び横加加速度ｄＧｙ／ｄｔの絶対値に正比例する。前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣはゲイン係数Ｃｘｙが増加すると増加し、ゲイン係数Ｃｘｙが減少すると減少する。「時定数」あるいは「時間係数」（無次元パラメータ）と呼ばれるＴなどの別の制御パラメータを含めてもよい。この場合、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは、時間係数Ｔが減少すると増加し、時間係数Ｔが増加すると減少する。
【００６３】
上記の式（１）によると、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣの符号は、横加速度Ｇｙと横加加速度ｄＧｙ／ｄｔの積の符号の反対である。
【００６４】
ここで横加速度Ｇｙは、左（又は右）側横加速度の場合は負であり、これに対応して右（又は左）側横加速度の場合は正であることにより、左右横方向の間で区別される。一方、横加速度Ｇｙは、横加速度の絶対値のみを指すこともあるが、この場合は横加加速度ｄＧｙ／ｄｔが、時間に関する横加速度の絶対値の導関数である必要がある。
【００６５】
図２は、上述の前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣに従って前後加速度Ｇｘが制御された場合の、時間の関数として、横加速度Ｇｙ、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔ、及び横加速度Ｇｙと横加加速度ｄＧｙ／ｄｔに基づく前後加速度Ｇｘの間の関係を例示している。図２は、横加速度（Ｇｙ）、横加加速度（ｄＧｙ／ｄｔ）及びＧベクトル制御（ＧＶＣ）による前後加速度コマンド（Ｇｘｔ＿ＧＶＣ）の間の関係を例示している。車両が角を曲がり始めると、横加加速度が増加するのと同時に制動が開始される（図２の（１））。その後は横加加速度がゼロになるため、定常状態のコーナリング時に制動は停止される（図２の（２））。車両が直進運転に戻り始めると、車両は加速を開始する（図２の（３））。
【００６６】
具体的には、車両がカーブでコーナリングに入り、ヨー軸を中心に車両が曲がるようにドライバがハンドルを操作すると、横加速度Ｇｙは、（直線道路では加速、減速又は定速走行に関わらずゼロであるが、）図２の時刻ｔ１とｔ２の間の時間に示すように、ゼロから増加し始める。
【００６７】
図２の時刻ｔ２とｔ３の間の中間の時間には、横加速度Ｇｙは、最大値に達した後ほぼ一定になり、図２の時刻ｔ３とｔ４の間の時間の最後のコーナリングで減少して再度ゼロになり、カーブ出口でカーブから離れる。
【００６８】
この場合、カーブの形状によっては、時刻ｔ２とｔ３の間の時間が非常に短いか、又は存在しない場合さえある。存在しない場合、横加速度Ｇｙはゼロから最大値に達した後、カーブから離れるときには再度ゼロへと直接減少する。
【００６９】
図２に示されるように、このコーナリング状況では、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔは時刻ｔ１とｔ２の間で最大値まで増加した後、再度ゼロに減少する。このコーナリング状況の時刻ｔ２とｔ３の間の中間の時間には、横加速度Ｇｙは著しく変化せず、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔもゼロのままであり、時刻ｔ３とｔ４の間の最後の時間には、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔがゼロから最小値まで減少し、再度ゼロまで増加する。
【００７０】
上述の前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは横加加速度ｄＧｙ／ｄｔの絶対値と正比例するため、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣの挙動は横加加速度ｄＧｙ／ｄｔの絶対値の挙動と同様であるが、符号は、横加速度と横加加速度の積の逆の符号になる。
【００７１】
したがってこのコーナリング状況では、カーブに入った直後に最初の時刻ｔ１とｔ２の間でコーナリングが開始されると、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣはゼロから最小値まで減少した後、再度ゼロまで増加する。この時間中、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは負であり、したがって、コーナリングの初期段階での車両の負の加速度すなわち減速（制動）に該当する。すなわち、時刻ｔ１とｔ２の間中、車両速度は低下することになる（減速又は制動制御）。
【００７２】
時刻ｔ２とｔ３の間の時間中、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔがほぼゼロのままである限り、ほぼゼロのままである、すなわち時刻ｔ２とｔ３の間の中間の時間のコーナリング時には、車両はほぼ一定速度でカーブを走行する。
【００７３】
最後に、カーブから離れる前のコーナリングの最終段階、すなわちこのコーナリング状況の時刻ｔ３とｔ４の間の時間中、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは、ゼロから最大値まで増加し、再度ゼロまで減少する。この時間中、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣは正であり、したがって、コーナリングの最終段階での車両の正の加速度に該当する。すなわち、時刻ｔ３とｔ４の間中、車両速度は上昇することになる（加速制御）。
【００７４】
図３は、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣに従い、横加速度Ｇｙ及び横加加速度ｄＧｙ／ｄｔに基づいて前後加速度Ｇｘが制御されている場合の車両のコーナリング時の横加速度Ｇｙ及び前後加速度Ｇｘに関するＧ−Ｇダイアグラムを例示している。この場合、横軸は前後加速度Ｇｘ（左が負の値、右が正の値）を示し、縦軸は横加速度Ｇｙの正の値を示す。
【００７５】
図２を参照しながら説明した関係によると、図３のＧ−Ｇダイアグラムでは、コーナリング前のカーブに入る前のＧｘ＝Ｇｙ＝０である起点から始まって時計回り方向に回転している。車両がコーナリングを開始した直後に横加速度Ｇｙが上昇する結果、横加速度Ｇｙが最大値に達するまで前後加速度Ｇｘは負となり、結果的に前後加速度Ｇｘがゼロとなった後、コーナリングの最終段階で横加速度Ｇｙは再度ゼロまで低下し、カーブ出口で横加速度Ｇｙが再度ゼロに達するまで、前後加速度Ｇｘは正となる。
【００７６】
以上を要約すると、前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＧＶＣに従った車両の前後加速度Ｇｘの制御においては、車両がカーブに入り始めると、横加加速度ｄＧｙ／ｄｔが増加するのと同時に車両は自動的に制動（又は減速）した後（図２の時刻ｔ１とｔ２の間の時間、図３の左側を参照）、図２の時刻ｔ２とｔ３の間の時間中は横加加速度ｄＧｙ／ｄｔがゼロになるため、車両の定常状態のコーナリングが維持され、前後加速も前後減速も実行されない（すなわち車両は制動を停止し、再加速もしない）。最後に、車両が直進運転に戻り始めるコーナリングの最終段階で、車両は再度加速を開始する（図２の時刻ｔ３とｔ４の間の時間、図３の右側を参照）。
【００７７】
上記で検討したＧＶＣに加え、曲率に基づくもう１つの前後加速度制御として、「プレビューＧベクトル制御」（ＰＧＶＣ）と呼ばれる前後加速度モデルを用いた前後加速度制御も利用することができる。
【００７８】
図４は、プレビューポイント（例えば被制御車両から前方方向に距離Ｌｐｖだけ離れた位置にある地点）を用いる予見の一般概念、すなわち、プレビューポイントにおける被制御車両の速度（Ｖｐｖ）、車両速度（Ｖ）、及びプレビューポイントにおける道路曲率（κｐｖ）に基づく前後加速度モデルを示している。車両がプレビューポイントにおいて一定速度で走行している場合、車両に生じる横加速度（Ｇｙ＿ｐｖ）は、以下の式（２）で求められる。
【００７９】
【数２】
2015067270.tif 000004
【００８０】
車両の横移動への対応として前後加速度制御と同等のアルゴリズム（すなわちＧＶＣ）により加速／減速が実行されることを前提にすると、車両の横移動が実際に生じる前に前後加速度を制御することが可能になる。上述の前提に基づき、ＧＶＣではＧｙ＿ｐｖに対応する前後加速度が、式（１）に示される横加加速度（ｄＧｙ／ｄｔ）の代わりにＧｙ＿ｐｖを用いて計算される。この方法により、（実際に生じた車両の横移動ではなく）これから生じる車両の横移動に関連する前後加速度コマンド値（Ｇｘｔ＿ｐｖ）が求められる。ある前提（κｐｖが正数、Ｖが定数）に基づくと、Ｇｘｔ＿ｐｖは、ゲイン（Ｃｘｙ＿ｐｖ）及び時定数（Ｔｐｖ）を用い、式（１）、（２）からの式（３）により求められる。
【００８１】
【数３】
2015067270.tif 000005
【００８２】
ＰＧＶＣの前後制御（Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ）は、式（１）により記述されるＧベクトル制御コマンド（Ｇｘｔ＿ＧＶＣ）、及び式（３）により記述されるコーナリングの前後加速度（Ｇｘｔ＿ｐｖ）に基づいて計算される。図５及び図６は、ＰＧＶＣにより減速／加速が制御される典型的なコーナリング状況を示している。
【００８３】
図５は、コーナリングの初期段階、すなわちカーブへの接近から定常状態のコーナリングまでを例示している。車両がカーブに接近すると、車両が方向転換を開始する前にプレビューポイントの曲率（κｐｖ）が増加する（図５のＡ部分）。κｐｖが増加するこの段階でのコーナリング前の減速コマンド（Ｇｘｔ＿ｐｖ）（破線）は、κｐｖに基づいて計算される。車両が方向転換を開始した後は（図５のＢ部分）、横加速度（Ｇｙ）が増加し始める。この段階では、Ｇベクトル減速コマンド（Ｇｘｔ＿ＧＶＣ）（図５の一点鎖線）が横加加速度情報に基づいて計算される。図５に示されるように、ＰＧＶＣによる減速コマンド（図５の実線）は、Ｇｘｔ＿ｐｖとＧｘｔ＿ＧＶＣを組み合わせることにより計算される。その結果、コーナリングの初期段階でＰＧＶＣにより車両を減速させることが可能になる。
【００８４】
図６は、コーナリングの最終段階、すなわち定常状態からカーブ終了までを例示している。プレビューポイントの曲率（κｐｖ）が一定である間は、ＰＧＶＣによる加速／減速は生じない（一定速度が維持される）（図６のＣ部分）。κｐｖが減少し始め、κｐｖがマイナスになると、κｐｖに基づいてコーナリング加速コマンド（Ｇｘｔ＿ｐｖ）（図６の破線）が計算される（図６のＤ部分）。コーナリング終了時には横加速度（Ｇｙ）が減少し始め、Ｇベクトル加速コマンド（Ｇｘｔ＿ＧＶＣ）（図６の一点鎖線）が横加加速度情報に基づいて計算される（図６のＥ部分）。図６に示されるように、ＰＧＶＣによる加速コマンド（図６の実線）は、Ｇｘｔ＿ｐｖとＧｘｔ＿ＧＶＣを組み合わせることにより計算される。その結果、カーブ終了地点からの距離が増加していくにつれてＰＧＶＣにより車両を加速させることが可能になる。
【００８５】
図７は、Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣとドライバの加速／減速行動を比較するため、２箇所のコーナリングがあるコースを例示している。
【００８６】
図８は、初期速度（Ｖ０）が８０ｋｍ／時の場合に熟練ドライバによって生じた前後加速度（図８（ａ））と、ＰＧＶＣコマンド（Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ）の計算結果（図８（ｂ））との比較を示している。左側は前後加速度と横加速度（Ｇｘ、Ｇｙ）の変化を、右側はＧ−Ｇダイアグラムを示している。
【００８７】
図８（ｂ）では、ＰＧＶＣコマンド（Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ）が、図７に示される目標車線から計算された曲率データ、求められた車両速度のデータ、及び運転テストによる横加速度を用い、上記の式（１）及び（３）に基づいて計算される。図８に示されるように、横加速度（Ｇｙ）はカーブＡではプラスに、カーブＢではマイナスに変化し、それぞれの横加速度の変化には３段階がある。すなわち増加段階（段階（１））、定常状態段階（段階（２））、及び減少段階（段階（３））である。ドライバは、横加速度の変化に応じて加速／減速を制御し、段階（１）が始まる前に車両の減速を開始し（図８の「減速」）、段階（１）が終了する時点で減速を終了している。その後、ドライバは、段階（２）で、すなわち段階（３）が始まる前に加速を開始している（図８の「加速」）。図８（ｂ）に示されるように、計算されたＰＧＶＣコマンド（Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ）の特徴は、ドライバのこの加速／減速と同じである。また、Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣによるＧ−Ｇダイアグラム（図８（ｂ））の形状も、ドライバの場合（図８（ａ））の形状と同じである。
【００８８】
図９は、前後加速度制御システムの構成図を例示している。このシステムでは、ＡＣＣ及びＰＧＶＣが、各機能を容易に差し替える／追加する／削除するための独立機能として扱われている。これら２つの機能を組み合わせる組み合わせブロック１３０が、ＡＣＣの前後加速度コマンド（Ｇｘｔ＿ＡＣＣ）とＰＧＶＣの前後加速度コマンド（Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ）を組み合わせるものとして設定されている。組み合わせブロック１３０は、前後加速度コマンド（Ｇｘｔ）を計算して制御装置２００に送信し、制御装置２００は、車両を加速／減速させる駆動装置を制御する（又は、別の実施態様では、組み合わせブロック１３０が前後加速度コマンド（Ｇｘｔ）を直接駆動装置に送信することもできる）。
【００８９】
図９による制御システムは、（前後加速度制御手段を具現化した）前後加速度制御装置１００を備え、前後加速度制御装置１００は、（第２前後加速度目標値決定手段を具現化した）ＡＣＣブロック１１０、（第１前後加速度目標値決定手段を具現化した）ＰＧＶＣブロック１２０、及び（第３前後加速度目標値決定手段を具現化した）組み合わせブロック１３０を備える。組み合わせブロック１３０は、ＡＣＣブロック１１０及びＰＧＶＣブロック１２０から各々、制御コマンド（目標値）Ｇｘｔ＿ＡＣＣ及びＧｘｔ＿ＰＧＶＣを受信し、Ｇｘｔ＿ＡＣＣ及びＧｘｔ＿ＰＧＶＣに基づいて最終的なコマンド目標値Ｇｘｔを計算して駆動制御装置２００に（又は、駆動装置に直接）出力し、駆動制御装置２００は、計算された目標値Ｇｘｔに基づいて被制御車両の前後加速度を制御する。
【００９０】
上記システムは、車両挙動情報検知装置２１０、曲率検知装置２２０、ドライバ入力スイッチ２３０、及び障害物検知装置２４０をさらに含む。具体的には、ＰＧＶＣブロック１２０にドライバ入力情報として入力できるＰＧＶＣパラメータのパラメータ設定値をユーザーが選択できるように、ドライバ入力スイッチ２３０を適合させることができる。一方、車両挙動情報検知装置２１０（スピードセンサ、加速度計、ジャイロセンサ、ハンドル角度センサなどのセンサ等）は、被制御車両に作用する車両速度、ハンドル角度、横加速度及び／又は前後加速度などの車両挙動に関する情報（車両挙動情報）を提供することができる。車両挙動情報は、ＰＧＶＣブロック１２０に提供される。さらに、曲率情報（地図データ、及び／又は地図データに基づいて決定されたプレビューポイントにおける曲率等）が、曲率検知装置２２０から、前後加速度目標値決定手段を具現化したＰＧＶＣブロック１２０に提供される。障害物検知装置２４０は、先行車の位置、速度、横加速度及び／又は前後加速度を示すデータを、例えば通信プロトコル等を介して、先行車から受信することができる。代替又は追加として、障害物検知装置２４０に、先行車の相対位置及び／又は相対速度を求めるためのセンサ（カメラ、レーダー、ソナー等）を含めることもできる。
【００９１】
車両挙動情報検知装置２１０、曲率検知装置２２０、ドライバ入力スイッチ２３０及び／又は障害物検知装置２４０からの情報は、上記に加えて、以下に記述する重み係数を計算する組み合わせブロック１３０にも提供することができる。
【００９２】
最終的に出力する目標値Ｇｘｔとして目標値Ｇｘｔ＿ＡＣＣとＧｘｔ＿ＰＧＶＣを組み合わせるためには、運転状況（先行車がある場合、直線道路を走行する場合、コーナリングを走行する場合等）に応じてＧｘｔ＿ＡＣＣとＧｘｔ＿ＰＧＶＣを切り換えることでＧｘｔにすることが可能であると考えられる。しかし、複雑な状況も含めてあらゆる運転パターンや運転状況を考慮する必要があるため、組み合わせブロックも複雑になると考えられる。さらにＧｘｔも、ドライバに不快感を与え、安全性を低下させる可能性があるものから、そうでないものへと、断続的に変化する可能性がある。
【００９３】
本発明の一実施態様によれば、最小値選択法に基づいてこれらの目標値信号を組み合わせることが提案される。この方法によると、Ｇｘｔ＿ＡＣＣとＧｘｔ＿ＰＧＶＣのうち小さい方の値がＧｘｔとして選択される。安全な運転条件を維持する上で重要な値であるＧｘｔ＿ＡＣＣ又はＧｘｔ＿ＰＧＶＣの減速コマンドは、Ｇｘｔの決定に関しては優先権を持つ。したがって、最小値選択法は安全性の面で有用性が高い。
【００９４】
しかし、状況によってはＧｘｔ＿ＡＣＣ／Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣの加速コマンドが作動しないため、この方法が必ずしも最適に機能しない状況もある。このように加速度制御に限界があることが、ドライバに不快感を与える可能性がある。例えばコーナリング時に予期しない加速を避けるため、横加速度又はステアリング角が十分小さくなるまでＧｘｔ＿ＡＣＣが小さい値に設定されることがある。ＡＣＣのこの機能は、曲率情報を入手できない場合に安全性を維持する上で必要である。ただし、コーナリング時にドライバによる加速が予測される場合でも、ＡＣＣのこの減速度制御は必ず選択され、Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣの加速コマンドは作動しない。
【００９５】
各々の運転状況で（過度な減速度制御を避けることも含めて）Ｇｘｔの連続性及び適応性を維持しながら、組み合わせブロックを可能な限り単純にするために、ΔＶｔｇｔ、ΔＤ、ΔＶｖｐｖ及び推定横加速度（Ｇｙ＿ｅｓｔ）に基づく重み関数を用いる最小値選択法を、別の実施態様で採用することができる。ここで、ΔＶｔｇｔは、被制御車両の実際の速度Ｖと目標速度Ｖｔｇｔの差（ΔＶｔｇｔ＝Ｖｔｇｔ−Ｖ）、ΔＤは、被制御車両の先行車までの実際の距離と目標距離の差、ΔＶｖｐｖは、被制御車両の実際の速度と先行車の速度Ｖｐｖの差（Ｖｖｐｖ＝Ｖｐｖ−Ｖ）、Ｇｙ＿ｅｓｔは、プレビューポイント及び車両の横加速度に基づく推定横加速度である。
【００９６】
図１０は、ΔＶｔｇｔ、ΔＤ、ΔＶｖｐｖ及びＧｙ＿ｅｓｔに基づく例示的な重み関数を示している。重み関数は、各値（ΔＶｔｇｔ、ΔＤ、ΔＶｖｐｖ及びＧｙ＿ｅｓｔ）が増加するとＧｘｔ＿ＰＧＶＣの優先度が上がるように設定される。すなわち、車両速度が目標速度に近似している／目標速度より速い場合や、先行車までの距離が短くなった場合は、Ｇｘｔ＿ＡＣＣが優先的に作動する。推定横加速度が大きくなった場合は、Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣが優先的に作動する。
【００９７】
具体的には、４つの重み関数、ｋＷ（ΔＶｔｇｔ）、ｋＷ（ΔＤ）、ｋＷ（ΔＶｖｐｖ）及びｋＷ（Ｇｙ＿ｅｓｔ）を用いることができ、その各々が、ΔＶｔｇｔ、ΔＤ、ΔＶｖｐｖ及びＧｙ＿ｅｓｔの各々の最小値から最大値までの間で０から１まで増加する。ΔＶｔｇｔ、ΔＤ、ΔＶｖｐｖ及びＧｙ＿ｅｓｔの（センサ入力に基づく）決定値に応じて、重み係数の値は、重み関数に基づき、ｋＷ（ΔＶｔｇｔ）、ｋＷ（ΔＤ）、ｋＷ（ΔＶｖｐｖ）及びｋＷ（Ｇｙ＿ｅｓｔ）として求めることができる。
【００９８】
次に、重み係数ｋＷは、例えば、個々の重み係数、ｋＷ（ΔＶｔｇｔ）、ｋＷ（ΔＤ）、ｋＷ（ΔＶｖｐｖ）及びｋＷ（Ｇｙ＿ｅｓｔ）の最小値に基づいて、又は個々の重み係数、ｋＷ（ΔＶｔｇｔ）、ｋＷ（ΔＤ）、ｋＷ（ΔＶｖｐｖ）及びｋＷ（Ｇｙ＿ｅｓｔ）の積に基づいて、以下の式で求めることができる。
【００９９】
【数４】
2015067270.tif 000006
【０１００】
又は
【０１０１】
【数５】
2015067270.tif 000007
【０１０２】
求めた重み係数ｋＷは０から１までの間の値の係数になる。次に、上記で検討したＰＧＶＣアルゴリズム（又はＧＶＣのみ）から決定される前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ、及びＡＣＣアルゴリズム（又はＣＣのみ）から決定される前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＡＣＣは、以下のように重み係数ｋＷを用いて調整することができる。
【０１０３】
【数６】
2015067270.tif 000008
【０１０４】
最後に、本発明の一実施態様によれば、組み合わせた最終的な前後加速度制御目標値Ｇｘｔは、調整した２つの前後加速度制御目標値Ｇｘｔ＿ＡＣＣ＿ａｄｊｕｓｔｅｄ及びＧｘｔ＿ＰＧＶＣ＿ａｄｊｕｓｔｅｄに基づき、かつ、最小値選択法に基づいて以下のように決定することができる。
【０１０５】
【数７】
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【０１０６】
組み合わせた最終的な前後加速度制御目標値Ｇｘｔは、被制御車両の実際の前後加速度制御のためのコマンド値として、駆動装置に出力することができる。
【０１０７】
図１１は、最小値選択法及び重み関数を用いる場合の組み合わせブロックを例示している。上記の実施態様では当然ながら４つの重み関数を用いているが、本発明は、４つの重み関数のすべてを用いることに限定されず、４つの重み関数ｋＷ（ΔＶｔｇｔ）、ｋＷ（ΔＤ）、ｋＷ（ΔＶｖｐｖ）及びｋＷ（Ｇｙ＿ｅｓｔ）のうち１つ以上を用いることもできる。
【０１０８】
図１２は、先行車がいない場合の典型的なコーナリング状況を例示している。目標速度（図１２の車両速度グラフの点線）が実際の車両速度（図１２の車両速度グラフの実線）より速い場合、ＡＣＣは目標速度を達成するための加速コマンド（Ｇｘｔ＿ＡＣＣ）を計算する（図１２のＡ、Ｂ、Ｄ部分を参照）。推定横加速度Ｇｙ−ｅｓｔ（図１２の横加速度グラフの点線）が非常に小さい（ほぼゼロの）場合は、Ｇｘｔ＿ＰＧＶＣ（図１２の前後加速度グラフの点線）がＧｘｔ＿ＡＣＣ（図１２の前後加速度グラフの破線）より小さい場合でもＧｘｔ＿ＡＣＣが最優先され、Ｇｘｔ（図１２の前後加速度グラフの実線）として選択される（図１２のＡ、Ｄ部分を参照）。Ｇｙ＿ｅｓｔが増加するとＧｘｔ＿ＰＧＶＣの優先度が上がり、最小値選択法によりＰＧＶＣの減速制御が選択される（図１２のＢ部分を参照）。その後は、ΔＶｔｇｔ及びＧｙ＿ｅｓｔの増加によってＧｘｔ＿ＡＣＣよりＧｘｔ＿ＰＧＶＣの優先度が高くなるため、コーナリング時のＧｘｔとして（Ｇｘｔ＿ＡＣＣがＧｘｔ＿ＰＧＶＣより小さい場合でも）加速コマンドＧｘｔ＿ＰＧＶＣが選択される（図１２のＣ部分）。最小値選択法のみを用いてＧｘｔ（図１２の前後加速度グラフの点線）が決定されるとすれば、図１２のＡ、Ｄ部分のＧｘｔ＿ＡＣＣ、及び図１２のＣ部分のＧｘｔ＿ＰＧＶＣの加速コマンドはＧｘｔとして選択されず、車両は加速されない。先行車がいる場合は、図１２に示すΔＶ及びＧｙ＿ｅｓｔに加えてΔＤが用いられ、Ｇｘｔ＿ＡＣＣの優先度が変わる。すなわち、ΔＤの減少によってＧｘｔ＿ＡＣＣの優先度が上がる。
【０１０９】
図１３は、先行車がいる場合のコーナリング状況を例示している。ΔＤが減少するとＧｘｔ＿ＡＣＣの優先度が上がり、先行車までの距離を制御するためのＡＣＣによる減速制御が選択される（図１３のＥ部分を参照）。
【０１１０】
図１４は、ＡＣＣとＰＧＶＣを組み合わせて前後加速度を制御するシステムの概要を例示している。この制御システムは、前後加速度制御ユニット１（例えば、図９又は以下の図１５に示されるように実現される）、加速度計２、ジャイロセンサ３、ハンドル４、ハンドル角度センサ５、障害物検知装置６、タイヤ７、車両８、カーブ検知装置９、ブレーキ制御ユニット１０、ブレーキアクチュエータ１１、駆動トルク制御装置１２、駆動トルクアクチュエータ１３、及び通信母線１４を備える。
【０１１１】
図１５は、本発明の別の実施態様による前後加速度制御システムの別の構成を例示している。この構成では、図９のシステムとの唯一の相違として、ＡＣＣ制御ユニット／ブロック３００、ＰＧＶＣ制御ユニット／ブロック４００、及び（上述の重み関数適用及び最小値選択法を実行する）組み合わせブロック１３０が、それぞれ異なる制御装置３００、４００及び１００に実装されている。なお、別の組み合わせパターン（例えば、距離センサとＡＣＣを同じ制御装置に実装する、ＰＧＶＣと組み合わせブロックを同じ制御装置に実装する等）も利用することもできる。
【０１１２】
図１５による制御システムは、（前後加速度制御手段を具現化した）前後加速度制御装置１００を備え、前後加速度制御装置１００は、（第３前後加速度目標値決定手段を具現化した）組み合わせブロック１３０を備える。制御装置４００は、例えば、ＰＧＶＣブロック（例えば、第１前後加速度目標値決定手段を具現化したＰＧＶＣ制御装置４００）を備え、制御装置３００は、例えば、ＡＣＣブロック（例えば、第２前後加速度目標値決定手段を具現化したＡＣＣ制御装置３００）を備える。組み合わせブロック１３０は、各制御コマンド（目標値）Ｇｘｔ＿ＡＣＣ及びＧｘｔ＿ＰＧＶＣを、それぞれＡＣＣ制御装置３００及びＰＧＶＣ制御装置４００から受信し、Ｇｘｔ＿ＡＣＣ及びＧｘｔ＿ＰＧＶＣに基づいて最終的なコマンド目標値Ｇｘｔを決定して駆動制御装置２００に（又は駆動装置に直接）出力し、駆動制御装置２００は計算された目標値Ｇｘｔに基づいて被制御車両の前後加速度を制御する。
【０１１３】
この場合、さらに、上述の重み関数の１つ以上又はすべてを適用して、目標値Ｇｘｔ＿ＡＣＣ及びＧｘｔ＿ＰＧＶＣを調整することができる。この調整は、ＡＣＣ制御装置３００及びＰＧＶＣ制御装置４００において実行することができ、より好ましくは、組み合わせブロック１３０において実行することができる。
【０１１４】
上述の各実施態様の構成の特徴、要素及び具体的細部を交換する又は組み合わせることにより、それぞれの用途にとって最適な実施態様をさらに構成することができる。そのような変更態様が熟練した当業者にとって容易かつ明白に理解できるものである限り、この変更態様は、本明細書を簡潔にするために、可能なあらゆる組み合わせの明細を明示しなくとも、本明細書によって黙示的に開示されるものとする。
【符号の説明】
【０１１５】
１…前後加速度制御ユニット、２…加速度計、３…ジャイロセンサ、４…ハンドル、５…ハンドル角度センサ、６…障害物検知装置、７…タイヤ、８…車両、９…カーブ検知装置、１０…ブレーキ制御ユニット、１１…ブレーキアクチュエータ、１２…駆動トルク制御装置、１３…駆動トルクアクチュエータ、１４…通信母線、１００…前後加速度制御装置、１１０…ＡＣＣブロック、１２０…ＰＧＶＣブロック、１３０…組み合わせブロック、２００…駆動制御装置、２１０…車両挙動情報検知装置、２２０…曲率検知装置、２３０…ドライバ入力スイッチ、２４０…障害物検知装置、３００…ＡＣＣ制御装置、４００…ＰＧＶＣ制御装置。
【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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【図１５】
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