(57)【要約】【課題】トレードオフの関係にある目的地までのラップタイムと燃費とをそれぞれ最適化する（バランスさせる）ことにある。【解決手段】目標速度生成部１０は、車両１０の燃費と将来の所定区間における車両１０の移動時間（ラップタイム）とに関する評価関数Ｊと、チューニングパラメータ導出部３０で予め設定されるチューニングパラメータωとに対応して、車両１０の速度目標値を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の燃費と将来の所定区間における車両の移動時間とに関する評価関数と、予め設定したチューニングパラメータとに対応して、車両の速度目標値を設定することを特徴とする速度目標値生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の速度目標値生成装置において、
前記評価関数は、車両の加速度及び速度に関する評価関数であることを特徴とする速度目標値生成装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の速度目標値生成装置において、
ドライバの運転技量を取得するドライバ運転技量取得手段と、
目標走行ラインを導出する目標走行ライン導出手段と、
を備え、
前記ドライバ運転技量取得手段で取得された前記ドライバの運転技量を制約条件として前記速度目標値を補正すると共に、前記補正された速度目標値及び前記目標走行ラインに基づいて前記車両のアクセル、ブレーキ、及び、ステアリングを最適に自動制御することを特徴とする速度目標値生成装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の速度目標値生成装置において、
前記車両のステアリングは、ドライバによって操作され、
前記ドライバの運転技量を取得するドライバ運転技量取得手段を備え、
前記ドライバ運転技量取得手段で取得されたドライバの運転技量を制約条件として前記速度目標値を補正すると共に、前記補正された速度目標値に基づいて前記車両のアクセル及びブレーキを最適に自動制御することを特徴とする速度目標値生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の速度目標値を生成する速度目標値生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、希望到着地点に対して希望予定時間内に到着可能な範囲で、且つ、車両が走行予定道路を逸脱することなく安定に走行可能な範囲の中で、最も燃費の良い速度パターンを導出する走行制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０７４１１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示された走行制御装置では、目的地までの到着時間を予め設定しているため、例えば、到着時間を考慮しなければ導出された速度パターンよりも燃費の良い速度パターンも存在する。換言すると、特許文献１に開示された走行制御装置では、到着時間内で最も燃費が良い速度パターンを設定するものであり、到着時間外でそれよりも燃費の良い速度パターンが設定範囲から除外されている。
【０００５】
一方、あまりに燃費を重視し過ぎると、目的地までの到着時間がかかり過ぎるおそれがある。すなわち、移動時間（目的地までのラップタイム、）と燃費とは、トレードオフ（trade-off）の関係にある。
【０００６】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、トレードオフの関係にある目的地までのラップタイムと燃費とをそれぞれ最適化する（バランスさせる）ことが可能な速度目標値生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、車両の燃費と将来の所定区間における車両の移動時間とに関する評価関数と、予め設定したチューニングパラメータとに対応して、車両の速度目標値を設定することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、車両の速度目標値が、評価関数と、予め設定されたチューニングパラメータとに応じて生成されるため、省燃費と目的地までの到着時間短縮という互いにトレードオフの関係にあるドライバの異なる複数の要求を満たすことができる。
【０００９】
また、本発明は、前記評価関数が、車両の加速度及び速度に関する評価関数であることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、例えば、評価関数を、投入エネルギ（燃費）／ラップタイム（移動時間）で記述することも可能であるが、速度と加速度で近似的に表現した本手法の方が、実装した場合の計算負荷を低下させ、且つ、十分な性能を発揮することができる。
【００１１】
さらにまた、本発明は、ドライバの運転技量を取得するドライバ運転技量取得手段と、
目標走行ラインを導出する目標走行ライン導出手段と、を備え、前記ドライバ運転技量取得手段で取得された前記ドライバの運転技量を制約条件として前記速度目標値を補正すると共に、前記補正された速度目標値及び前記目標走行ラインに基づいて前記車両のアクセル、ブレーキ、及び、ステアリングを最適に自動制御することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、車両のアクセル、ブレーキ、及び、ステアリングを最適に自動制御する完全自動運転状態において、ドライバの通常の運転操作（ドライバの運転特性；例えば、最大前後加速度（最大前後Ｇ）や最大横加速度（最大横Ｇ）を制約条件として、最適な速度目標値を生成することが可能となり、ドライバの通常の走行感覚に近い（ドライバ自身の運転指向に近い）、しかも、燃費及びラップタイムを最適化（最適化）した車両走行とすることができる。
【００１３】
さらに、本発明は、前記車両のステアリングは、ドライバによって操作され、前記ドライバの運転技量を取得するドライバ運転技量取得手段を備え、前記ドライバ運転技量取得手段で取得されたドライバの運転技量を制約条件として前記速度目標値を補正すると共に、前記補正された速度目標値に基づいて前記車両のアクセル及びブレーキを最適に自動制御することを特徴とする。
【００１４】
例えば、走行速度のみを自動運転とした場合、ドライバの運動技量によってはステアリング操作が間に合わずライントレースできないおそれがある。これに対して、本発明では、車両のアクセル及びブレーキを最適に自動制御する半自動運転状態において、ドライバの運転技量を取得するドライバ運転技量取得手段を備えることで、ドライバの運転技量に基づいて速度目標値を補正することができる。これにより、本発明では、運転技量が未熟なドライバであっても、ライントレースが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、トレードオフの関係にある目的地までのラップタイムと燃費とをそれぞれ最適化する（バランスさせる）ことが可能な速度目標値生成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る速度目標値生成装置が搭載された車両の概略構成ブロック図である。
【図２】評価関数Ｊに基づいて、ラップタイム（移動時間）と燃費との関係を示す特性曲線図である。
【図３】速度目標値を算出するためのフローチャートである。
【図４】（ａ）は、図３のステップＳ１の走行ライン導出のサブルーチンフローチャート、（ｂ）は、図３のステップＳ２のチューニングパラメータ導出のサブルーチンフローチャートである。
【図５】走行ラインの最適化に供されるコース形状の説明図である。
【図６】ドライバの横加速度使用頻度分布を示す説明図である。
【図７】（ａ）は、ドライバの運転特性を考慮しない比較例であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図、（ｂ）は、ドライバの運転特性を考慮した本実施形態であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図である。
【図８】本実施形態において、燃費とラップタイム（移動時間）を最適化（最適化）した状態で図５に示す最適走行ラインを走行したときの走行状態を示す説明図であり、（ａ）は、車両の走行速度、（ｂ）は、車両の加減速度、（ｃ）は、車両の横加速度をそれぞれ示している。
【図９】、本発明の他の実施形態に係る速度目標値生成装置が搭載された車両の概略構成ブロック図である。
【図１０】（ａ）は、ドライバの運転特性を考慮しない半自動運転の比較例であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図、（ｂ）は、ドライバの運転特性を考慮した半自動運転の本実施形態であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る速度目標値生成装置が搭載された車両の概略構成ブロック図である。
【００１８】
図１に示されるように、車両１０は、完全自動運転機能を有する車両からなり、ＧＰＳ受信機１２と、センサ１４と、操作部１６と、ナビゲーションシステム１８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、ステアリングアクチュエータ２２と、スロットルアクチュエータ２４と、ブレーキアクチュエータ２６とを備えて構成されている。なお、ＥＣＵ２０は、車両の走行等を電子制御するコンピュータであり、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、及び、入出インタフェース等を備えて構成されている。
【００１９】
ＧＰＳ受信機１２は、例えば、自車両の現在位置における位置情報を受信する機能を有する。なお、ＧＰＳ（Global Positioning System）とは、少なくとも３つの衛星を用いた計測システムである。ＧＰＳ受信機１２は、得られた位置情報をＥＣＵ２０へ出力する。
【００２０】
センサ１４は、車両の周囲の走行環境や、自車両の走行状態を取得する機能を有する。センサ１４は、例えば、車両速度を検出する速度センサ、単位時間における車両速度の変化を検出する加速度センサ、横加速度センサ（横Ｇセンサ）、ヨーレートセンサ、ステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ、車両の周辺を監視する画像カメラ、車両の周辺の障害物や後続車両を検出する電磁波センサやミリ波センサ等を有する。なお、センサ１４は、検出した情報をＥＣＵ２０へ出力する。
【００２１】
操作部１６は、ドライバ（運転者）が要求乃至希望する条件を入力するものである。例えば、車両の減速要求を入力するブレーキペダル、車両の加速要求を入力するアクセルペダル、ドライバの要求によりノーマルモード走行状態とスポーツモード走行状態とを切り換えるモードスイッチ等を有する。なお、操作部１６は、入力された情報をＥＣＵ２０へ出力する。
【００２２】
ナビゲーションシステム１８は、現在位置（出発地）から所定位置（目的地）までの走行予定ルート及びその走行予定ルートの道路形状（コース形状）等を取得・算出する機能を有する。例えば、ナビゲーションシステム１８は、ドライバ等の操作によって指定された出発地及び目的地を取得し、地図データベースを用いて出発地から目的地までの走行予定ルートを算出する。さらに、ナビゲーションシステム１８は、算出された走行予定ルートにおける道路情報を地図データベースから読み出し、その道路情報をＥＣＵ２０へ出力する。
【００２３】
この道路情報は、道路に関する情報であり、例えば、道路形状、道路勾配、道路幅、路面摩擦係数等が含まれる。道路形状（コース形状）には、直線道路やカーブ等の情報が含まれる。カーブは、例えば、シンプルカーブ（単曲線）とクロソイドカーブ（緩和曲線）とを有し、それぞれのカーブにおける曲率Ｒ等の情報が取得される。地図データベースは、ナビゲーションシステム１８自体に備えられたものを用いてもよいし、外部記憶媒体に記憶された情報や通信等によって取得された情報であってもよい。なお、ナビゲーションシステム１８は、取得した情報をＥＣＵ２０へ出力する。
【００２４】
ＥＣＵ２０は、ＧＰＳ受信機１２、センサ１４、操作部１６、及び、ナビゲーションシステム１８と接続され、走行ライン導出部２８、チューニングパラメータ導出部３０、ドライバ運転技量取得部３２、目標速度生成部３４、走行制御部３６、及び、加減速制御部３８を備えている。
【００２５】
走行ライン導出部（目標走行ライン導出部）２８は、ナビゲーションシステム１８から出力された道路形状の情報に基づいて道路形状（コース形状）を検出すると共に、ドライバのライン取りの傾向を検出して目標走行ラインを導出する機能を有する。なお、ドライバのライン取りの傾向は、後記するドライバ運転技量取得部３２で検出するようにしてもよい。
【００２６】
チューニングパラメータ導出部３０は、後記する評価関数Ｊの変数としてのチューニングパラメータが予め設定されるものである。本実施形態では、後記するように、車輪角速度ωをチューニングパラメータとして設定している。ドライバによって、例えば、ノーマルモードが選択されてラップタイムよりも燃費を重視するのであれば角速度ω１に設定され、スポーツモードが選択されて燃費よりもラップタイムを重視するのであれば角速度ω２に設定される。
【００２７】
ドライバ運転技量取得部（ドライバ運転技量取得手段）３２は、例えば、図示しない運転技量判定手段を用いてドライバの日頃の運転操作を判定し、この判定に基づいて運転技量特性を学習して、ドライバの運転技量を導出する機能を有する。
【００２８】
目標速度生成部３４は、車両１０の速度目標値を生成する機能を有する。すなわち、目標速度生成部３４は、車両１０の燃費と将来の所定区間における車両１０のラップタイム（移動時間）とに関する評価関数と、チューニングパラメータ導出部３０で予め設定されたチューニングパラメータとに対応して、車両１０の速度目標値を算出する。さらに、目標速度生成部３４は、ドライバ運転技量取得部３２で取得されたドライバの運転技量情報を制約条件として速度目標値を補正する機能を有する。評価関数、チューニングパラメータ等については、後記で詳細に説明する。
【００２９】
走行制御部３６は、車両１０の走行を制御する機能を有する。走行制御部３６は、センサ１４から出力されたセンサ情報を考慮しながら、走行予定ルート、及び、目標速度生成部３４から出力された速度目標値に基づいて、各時刻における車両１０の位置と速度とを正確に実現することが可能なように、各アクチュエータを制御する制御値を生成する機能を有する。また、走行制御部３６は、例えば、操作部１６によって入力されるドライバの要求（例えば、モードスイッチを操作してノーマルモード走行状態からスポーツモード走行状態に切り換えた場合）と、速度目標値として設定された制御側の要求との両方を調和させる機能を有する。
【００３０】
加減速制御部３８は、センサ１４の操舵角センサによって検出されたステアリングの操舵角情報、及び、走行ライン導出部２８から出力された道路情報（コース情報）に基づいて、ステアリングアクチュエータ２２を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号をステアリングアクチュエータ２２へ出力する機能を有する。また、加減速制御部３８は、走行制御部３６から入力した加減速制御情報に基づいて、スロットルアクチュエータ２４及びブレーキアクチュエータ２６を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号をスロットルアクチュエータ２４及びブレーキアクチュエータ２６に出力する機能を有する。
【００３１】
ステアリングアクチュエータ２２は、車両１０の左右前輪の操舵角を制御する機械的要素である。また、スロットルアクチュエータ２４は、車両１０の走行速度を制御する機械的な要素であり、例えば、電子スロットルで構成されるとよい。さらに、ブレーキアクチュエータ２６は、各車輪のブレーキ油圧を制御して制動力を調整するものである。ステアリングアクチュエータ２２、スロットルアクチュエータ２４、及び、ブレーキアクチュエータ２６は、バイワイヤアクチュエータとして機能する。
【００３２】
本実施形態に係る速度目標値生成装置が搭載された車両１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３３】
先ず、評価関数について説明する。
評価関数Ｊは、以下の（１）式のように記載される。
Ｊ＝[｜ΔＶ｜]２＋ω・［｜Ｖ−Ｖｍａｘ｜］２      ・・・（１）
但し、
ΔＶ：加速度（速度変化）の時系列ベクトル
Ｖ：速度の時系列ベクトル
Ｖｍａｘ：設定される最高速度
Ｖ＝［Ｖ１，・・・，ＶＨｐ］Ｔ
ω：チューニングパラメータ
なお、速度変化の時系列ベクトルΔＶは、転置行列により、
ΔＶ＝［ΔＶ１，・・・，ΔＶＨｐ］Ｔ
と表わされる。
また、速度の時系列ベクトルＶは、転置行列により、
Ｖ＝［Ｖ１，・・・，ＶＨｐ］Ｔ
と表わされる。
さらに、速度の初期値Ｖ０は、実際の走行速度の現在値によって付与され、Ｈｐは、任意に設定される予測ホライズンの長さである。
【００３４】
図２は、評価関数Ｊに基づいて、ラップタイム（移動時間）と燃費との関係を示す特性曲線図である。図２から諒解されるように、図２の左下の領域に行くほど、低燃費（燃費が良い）で且つ短縮されたラップタイプとなる。
【００３５】
この評価関数Ｊは、燃費とラップタイムの最適化を、車両の速度と加速度に関する評価式で表したものである。評価関数Ｊを、例えば、燃費を走行時間で除算した式（投入エネルギ（燃費）／走行時間（ラップタイム））で表わすことも可能であるが、速度と加速度で近似的に表現する本手法の方が、実装した場合の計算負荷を低下させ、且つ、十分な性能を発揮することができる。
【００３６】
また、評価関数Ｊは、燃費とラップタイムのトレードオフ関係に関し、最適化の比率を指定するチューニングパラメータω（車輪角速度）を有する。このチューニングパラメータωを用いることにより、トレードオフの関係にある燃費とラップタイムとの間でいずれを重視するのかの、重みづけを行なうことができる。
【００３７】
さらに、評価関数を用いたモデル予測制御を構成することで、ラップタイムと燃費とを最適に両立させる車速プロファイルを生成することができる。
このモデル予測制御に用いられるプラントモデルは、  ΔＶｉ＝Ｖｉ＋１−Ｖｉ  と表わされる。
但し、Ｖｍｉｎ≦Ｖｉ≦Ｖｍａｘｉ
ΔＶｍｉｎ≦ΔＶｉ≦ΔＶｍａｘ
なお、ΔＶｍｉｎ：最小加速度
ΔＶｍａｘ：最大加速度
Ｖｍｉｎ：最小速度
Ｖｍａｘ，Ｖｍａｘｉ：最大速度
である。
他の手法として、より高次元の車両モデルをプラントモデルとして用いることもできるが、車両進行速度と車両の前後加速度の関係のみを用いる本手法は、実装した場合の計算負荷を低下させ、且つ、十分な性能を発揮することができる。
【００３８】
次に、速度目標値を補正する制約条件について説明する。
（制約条件１）
ａｘ，ｍｉｎ・ＴＳ≦ΔＶｉ≦ａｘ，ｍａｘ・ＴＳ    ・・・（２）
（制約条件２）
０≦Ｖｉ≦Ｖｍａｘ，ｉ                  ・・・（３）
但し、式（２）において、ａｘ，ｍｉｎは、後記するドライバの運転技量により定義される減速加速度（減速Ｇ）の上限値、ａｘ，ｍａｘは、ドライバの運転技量により定義される加速加速度（加速Ｇ）の上限値であり、ＴＳは、サンプル時間である。
また、式（３）において、Ｖｍａｘ，ｉは、以下の式（４Ａ、４Ｂ）で定義される速度上限値であり、ａｙ，ｍａｘは、ドライバの運転技量により定義される横加速度（横Ｇ）の上限値、κｉは、走行ラインにより規定される各地点での旋回曲率である。
（ａｙ，ｍａｘ／κｉ）≦Ｖｍａｘの場合は、
Ｖｍａｘ，ｉ＝√（ａｙ，ｍａｘ／κｉ）        ・・・（４Ａ）
それ以外の場合は、Ｖｍａｘ，ｉ＝Ｖｍａｘ                          ・・・（４Ｂ）
式（１）で示される評価関数Ｊを、式（２）及び式（３）で示される制約条件１、２に基づいて最適化された加速度ΔＶ及び速度Ｖを計算することで、速度目標値が算出される。
【００３９】
次に、本実施形態に係る速度目標値生成装置が搭載された車両１０の走行制御について説明する。
【００４０】
図３は、速度目標値を算出するためのフローチャート、図４（ａ）は、図３のステップＳ１の走行ライン導出のサブルーチンフローチャート、図４（ｂ）は、図３のステップＳ２のチューニングパラメータ導出のサブルーチンフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ１において、走行ライン導出部２８は、図４（ａ）に示されるサブルーチンフローチャートに基づいて目標走行ラインを導出する。走行ライン導出部２８は、例えば、予め設定された走行予定ルートに基づいてナビゲーションシステム１８から出力される道路形状（コース形状）に関する道路情報を取得する（ステップＳ１ａ）。続いて、この道路形状に沿ったドライバのライン取り傾向を導出する（ステップＳ１ｂ）。
【００４２】
図５は、走行ラインの最適化に供されるコース形状の説明図である。図５は、自車の走行車線（走行領域）のみを便宜的に示したサーキットのコース形状であり、反対側の対向車線（対向領域）の図示を省略している、また、図５では、出発地（スタート）と目的地（ゴール）とを便宜上同一地点に設定している。さらに、スタート地点から進行した第１コーナーを（Ｉ）とし、第１コーナーに続く第２コーナーを（ＩＩ）で示している。
【００４３】
走行ラインを最適化するために、道路の形状に沿ってセンタをキープして走行するものとする。このセンタキープにより、道路の両側と車両との間の離間距離である横幅を最大化させることができる。
【００４４】
さらに、ライン取りとして、コーナー（カーブ）毎にアウト・イン・アウトを走行することで、曲率の最適化を達成することができる。このようなトレードオフの関係を各ドライバの嗜好に合わせて最適化することで目標走行ラインが設定される（ステップＳ１）。
【００４５】
続いて、チューニングパラメータ導出部３０は、図４（ｂ）に示されるサブルーチンフローチャートに基づいてチューニングパラメータを導出する（ステップＳ２）。チューニングパラメータ導出部３０は、操作部１６のモードスイッチのモード状態を検出し、スポーツモード状態であるときは、ステップＳ２ｅに移行し、ノーマルモード状態であるときは、ステップＳ２ｄに移行する（ステップ２ａ、２ｂ）。
【００４６】
ステップＳ２ｃにおいて、チューニングパラメータ導出部３０は、モードスイッチがノーマルモード状態にあると判定したとき、チューニングパラメータが、比較的にラップタイムよりも燃費を重視するω１に設定される（ステップＳ２ｄ）。一方、チューニングパラメータ導出部３０は、モードスイッチがスポーツモード状態にあると判定したとき、チューニングパラメータが、比較的に燃費よりもラップタイムを重視するω２に設定される（ステップＳ２ｅ）。
【００４７】
なお、本実施形態では、モード状態としてノーマルモード状態とスポーツモード状態からなる２つのモード状態を設定しているが、例えば、燃費を最優先とするエコモード状態を追加して３つのモード状態に設定することも可能である。
【００４８】
次に、ドライバ運転技量取得部３２は、ドライバの運転技量を推定する（ステップＳ３）。このドライバの運転技量は、例えば、図示しない運転技量判定手段を用いてドライバの日頃の運転操作を判定し、この判定に基づいて運転技量特性を学習して、ドライバの運転技量を推定する。例えば、初心者のドライバと熟練したドライバとの間では、ドライバの運転技量に実質的な技量差があり、予め設定された図示しない判定基準と各ドライバの運転技量との偏差に基づいてドライバの運転技量を推定する。
【００４９】
続いて、評価関数Ｊを補正する要素である、他の制約条件を算出する（ステップＳ４）。他の制約条件としては、例えば、図６に示される横加速度使用頻度分布に基づいて、ドライバの運転操作によって発生した横加速度を用いて横加速度最大値を推定する。図６において、横軸は、横加速度（横Ｇ）の大きさを示し、縦軸は、度数（％）を示している。また、図６において、折れ線グラフは、発生した横加速度の累積頻度（％）を示し、縦の棒グラフは、各横加速度（横Ｇ）の頻度（％）を示している。
【００５０】
車両の通常走行時における各ドライバの走行データを度数解析し、そのドライバが使用する最大の横加速度（横Ｇ）の上限値を推定する。この推定横加速度最大値を、後記する走行スピード最適時の横加速度制限として用いる。
【００５１】
本実施形態では、例えば、太破線で示される横加速度が累積頻度のほぼ全体を包含していると思われるため、横加速度の上限値を、例えば、太破線で示される値に設定する。
【００５２】
さらに、ステップＳ４において、チューニングパラメータ導出部３０では、例えば、式（２）及び式（３）で示される制約条件も算出される。
【００５３】
続いて、目標速度生成部３４では、式（１）に示される評価関数Ｊ、チューニングパラメータω（ステップＳ２ｂで選択されたω１又はω２のいずれか）、式（２）、式（３）で示される制約条件に基づいて車両の速度目標値を算出する。
【００５４】
次に、車両を最適走行ラインに沿って自動操作した際、ドライバの運転技量を考慮した場合と考慮しない場合について説明する。
【００５５】
図７（ａ）は、ドライバの運転特性を考慮しない比較例であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図、図７（ｂ）は、ドライバの運転特性を考慮した本実施形態であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図である。
【００５６】
比較例では、ドライバの運転特性を全く考慮せずに、燃費とラップタイム（移動時間）とに基づいて設定された速度目標値で、最適走行ラインに沿って車両を自動操舵する場合を想定している。この場合、例えば、コーナーに進入したＡ地点では、ドライバ自身が通常運転するときの走行速度と比較して走行速度が高くなる。このため、比較例では、ドライバ自身や乗員が恐怖を感じるおそれがある。なお、ドライバの運転特性とは、ドライバの通常の運転操作における運転特性（例えば、最大前後加速度（前後Ｇ）、最大横加速度（横Ｇ）等）をいう。
【００５７】
これに対して、本実施形態では、ドライバの通常運転操作におけるドライバの運転特性が考慮され、この運転特性を制約条件として車両の速度目標値が算出される。この結果、本実施形態では、比較例と比較してコーナーに進入したＡ地点で車両の速度が減速され、通常の走行感覚に近い（ドライバ自身の運転指向に近い）、車両の速度目標値を設定することができる。
【００５８】
図８は、本実施形態において、燃費とラップタイム（移動時間）を最適化（最適化）した状態で図５に示す最適走行ラインを走行したときの走行状態を示す説明図であり、図８（ａ）は、車両の走行速度、図８（ｂ）は、車両の加減速度、図８（ｃ）は、車両の横加速度をそれぞれ示している。なお、図８中において、太実線は、ドライバの運転特性を考慮した本実施形態を示し、細実線は、ドライバの運転特性を考慮していない比較例を示している。また、図８中の（Ｉ）は、図５の第１コーナー地点、（ＩＩ）は、図５の第２コーナー地点をそれぞれ示している。
【００５９】
本実施形態では、比較例と比較して、第１コーナーに進入する前、及び第２コーナーに進入する前に走行速度が減速されると共に、第１コーナーの立ち上がり及び第２コーナーの立ち上がりで走行速度が加速され、ドライバ自身の走行フィーリングに近似して違和感のない最適状態に設定することができる。
【００６０】
次に、他の実施形態に係る速度目標値生成装置について説明する。図９は、本発明の他の実施形態に係る速度目標値生成装置が搭載された車両の概略構成ブロック図である。なお、図１に示される車両１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
図９に示されるように、車両１０ａは、半自動運転機能を有する車両からなり、図１の完全自動運転機能を有する車両１０と比較して、アクセル及びブレーキのみを最適に自動制御し、ステアリングは、ドライバ自身が操作する点で相違している。このため、図９中では、ステアリングアクチュエータ２２が削除されている。
【００６２】
図１０（ａ）は、ドライバの運転特性を考慮しない半自動運転の比較例であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図、図１０（ｂ）は、ドライバの運転特性を考慮した半自動運転の本実施形態であり、コーナーに沿って走行する最適走行ラインと、その時のラップタイム及び車速との関係を示した説明図である。
【００６３】
図１０（ａ）に示されるように、比較例では、ドライバの運転特性が考慮されていないため、例えば、ドライバがコーナーでのステアリング操作に失敗して走行レーンを逸脱し、ライントレースできないおそれがある。これに対して、本実施形態では、ドライバの運転特性が考慮され、ドライバの運転特性に基づいて横加速度及び前後加速度を制約条件として評価関数が設定されている。このため、ドライバの操舵能力で可能な、且つ、最適な目標速度値を設定することができる。
【００６４】
なお、図１及び図１０に示される実施形態では、完全自動運転機能及び半自動運転機能を有する車両に対して速度目標値生成装置を搭載した場合をその一例として説明しているが、これに限定されるものではなく、自動運転機能を備えていない通常の車両に対しても速度目標値生成装置を搭載することが可能である。この場合、ドライバは、例えば、インストルメントパネルのディスプレイに表示される表示情報に基づいて、速度目標値となるようにステアリング、アクセル、及び、ブレーキを操作する。
【００６５】
加えて、図１及び図１０に示される実施形態では、目的地から希望到着地点までの最適走行ラインを生成しているが、例えば、現在地から所定距離だけ離間する将来所定区間でればよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０、１０ａ  車両
２８    走行ライン導出部（目標走行ライン導出手段）
３２    ドライバ運転技量取得部（ドライバ運転技量取得手段）
Ｊ      評価関数
【図１】
2016000563.tif 000003
【図２】
2016000563.tif 000004
【図３】
2016000563.tif 000005
【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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