(57)【要約】【課題】本発明は、自車両の走行進路の推定精度を向上することができる予測進路推定装置を提供することを主たる目的とするものである。【解決手段】自車両の予測進路を推定する予測進路推定装置は、自車両の旋回データを取得する。そして、取得した旋回データをフィルタ処理することで、取得した旋回データに含まれる高周波成分を除去する。そして、フィルタ処理後の旋回データと自車両の車速とに基づいて、自車両の進路走行進路の予測を実施する。この際、自車両の車速に基づいて、フィルタ処理で高周波成分が除去される度合いを変更する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の予測進路を推定する予測進路推定装置（２０）であって、
自車両の旋回データを取得する旋回データ取得手段と、
前記旋回データ取得手段により取得した旋回データに含まれる高周波成分を除去するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段のフィルタ処理後の旋回データと自車両の車速とに基づいて、自車両の進路予測を実施する予測手段と、
自車両の車速に基づいて、前記フィルタ手段において前記高周波成分が除去される度合いを変更する特性変更手段と、
を備えることを特徴とする予測進路推定装置。
【請求項２】
前記特性変更手段は、自車両の車速が所定の第１閾値未満の場合には、前記車速が前記第１閾値以上の場合と比べて、前記フィルタ手段により前記高周波成分が除去される度合いを高める請求項１に記載の予測進路推定装置。
【請求項３】
自車両の旋回に関する旋回挙動と前記予測手段による自車両の進路予測とが一致するか否かを判定する判定手段を備え、
前記特性変更手段は、前記旋回挙動と前記予測手段による自車両の進路予測とが一致すると判定された場合に、前記車速に基づいて前記高周波成分が除去される度合を変更する請求項２に記載の予測進路推定装置。
【請求項４】
前記特性変更手段は、前記車速が前記第１閾値未満の際に前記高周波成分を除去する度合いを高めた状態から、前記旋回挙動と自車両の進路予測とが不一致であると判定した場合には、前記高周波成分を除去する度合を高めた状態を解除する請求項３に記載の予測進路推定装置。
【請求項５】
前記予測手段は、前記旋回挙動と自車両の進路予測とが不一致であると判定された場合には、自車両の進路方向が直進方向であるとみなす請求項３乃至４のいずれか１項に記載の予測進路推定装置。
【請求項６】
前記予測手段は、前記車速が前記第１閾値未満となった際には、前記車速が前記第１閾値未満となる直前の進路予測を継続する請求項２乃至５のいずれか１項に記載の予測進路推定装置。
【請求項７】
前記特性変更手段は、自車両の車速が前記第１閾値以上の場合に、車速が大きいほど、前記高周波成分が除去される度合を高める請求項２乃至６のいずれか１項に記載の予測進路推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車両の走行進路を推定する予測進路推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行車両に対して所定の車間距離を保つように自車両の駆動力や制動力を制御するＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｒｕｉｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を備える車両制御システムにおいては、先行車両の補足性を高めるために、自車両の車速とヨーレートとから自車両の走行進路を予測することが行われている。この際、ヨーレートの検出値に含まれる高周波成分の影響を抑えるためにフィルタ処理が行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自車両のヨーレートと車速とから自車両の走行進路を予測する場合、自車両の車速が低くなる低速走行状態では、ステアリング操作のふらつき等に起因して進路予測の精度が低下する懸念がある。また、自車両の車速が高い状態では、ヨーレートの時定数遅れに起因してやはり走行進路の予測精度が低下することが懸念される。しかし従来技術においてはこの点について考慮されておらず、自車両の走行進路の予測精度を高めるには改善の余地があると言える。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、自車両の走行進路の推定精度を向上できる予測進路推定装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、自車両の予測進路を推定する予測進路推定装置（２０）であって、自車両の旋回データを取得する旋回データ取得手段と、前記旋回データ取得手段により取得した旋回データに含まれる高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段のフィルタ処理後の旋回データと自車両の車速とに基づいて、自車両の進路予測を実施する予測手段と、自車両の車速に基づいて、前記フィルタ手段において前記高周波成分が除去される度合いを変更する特性変更手段と、を備えることを特徴とする予測進路推定装置。
【０００７】
本発明によれば、車速に基づいて、フィルタ処理により高周波成分を除去する度合いを変更することとした。この場合、自車両の車速に応じてフィルタ処理後の旋回データを用いた自車両の予測進路の推定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両システムのブロック図。
【図２】車間制御ＥＣＵの機能ブロック図。
【図３】フィルタ処理の説明図。
【図４】予測進路推定のフローチャート。
【図５】予測進路推定のタイミングチャート。
【図６】フィルタ処理の変容例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に車両システム１０のブロック図を示す。なお車両システム１０が搭載される車両は、動力源としてのエンジンの駆動力がトランスミッションを経て車輪に伝達されることにより駆動される。
【００１１】
図１に示すように、車両システム１０は、車速センサ１１、ヨーレートセンサ１２、操舵角センサ１３、レーダ装置１５、車間制御ＥＣＵ２０、エンジンＥＣＵ３０、ブレーキＥＣＵ４０、各種アクチュエータを備えている。
【００１２】
車速センサ１１は、自車両の車速を実測または推定によって検出する。例えば、車速センサ１１は、車輪ごとに車輪速度を検出する複数の車輪速度センサ（図示略）よりなり、それらの出力信号を用いて自車両の車速を推定する。
【００１３】
ヨーレートセンサ１２は、自車両に実際に発生したヨーレート、すなわち車両の重心点回りの角速度を検出する。ヨーレートセンサ１２は、例えば音叉等の振動子を有し、自車両のヨーモーメントに基づいて振動子に生じた歪を検出することで自車両のヨーレートを検出する。
【００１４】
操舵角センサ１３は、自車両のステアリングホイールが回転操作された角度を操舵角として検出する。
【００１５】
レーダ装置１５は、自車両の前方の物体を検出する。レーダ装置１５は、レーザ光、ミリ波、音波等を含む電磁波ビームをその進行方向と交差する方向に所定の走査角度で往復走査する。そして、走査範囲内の物体によって反射した電磁波をレーダ装置１５が受信すると、当該物体と自車両との距離、相対速度、方向等を検出する。そして、これらのパラメータを用いて物体から先行車両を特定し、先行車両と自車両との距離である車間距離と、先行車両の自車両に対する相対的な方位とを探知する。
【００１６】
車間制御ＥＣＵ２０は、自車両と先行車両との車間距離が目標距離となるように制御する。車間制御ＥＣＵ２０の詳細は後述する。
【００１７】
エンジンＥＣＵ３０は、車間制御ＥＣＵ２０から受信した車間距離制御の指令信号と現在の車速に応じてスロットル開度を決定し、スロットル開度を監視しながらスロットルアクチュエータ３１を制御する。また、エンジンＥＣＵ３０は車速とスロットル開度に対して定められているシフトアップ線とシフトダウン線に基づき変速段の切り替えの必要性を判断し、必要であれば図示を略すトランスミッション３２に変速段を指示する。トランスミッション３２は、ＡＴ（オートマチックトランスミッション）又はＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）など、どのような機構でもよい。
【００１８】
ブレーキＥＣＵ４０は、車間制御ＥＣＵ２０から受信した車間制御の指令信号に基づいて、ブレーキアクチュエータ４１のバルブの開閉及び開度を制御することで自車両を制動する。ブレーキアクチュエータ４１はポンプが作動流体に発生させた油圧により各輪のホイルシリンダ圧を増圧・維持・減圧することで、自車両の減速度（加速度）を制御する。
【００１９】
次に車間制御ＥＣＵ２０について詳しく説明する。図２に車間制御ＥＣＵの機能ブロック図を示す。車間制御ＥＣＵ２０は、レーダ信号処理部２１、車間距離制御部２２、予測進路推定部２００を備えている。
【００２０】
レーダ信号処理部２１は、レーダ装置１５に接続されており、レーダ装置１５が検出した先行車両に関する情報を取得する。
【００２１】
車間距離制御部２２は、レーダ装置１５の出力信号及び予測進路推定部２００によって推定された自車両の予測進路を用いて、自車両と先行車両との車間距離が目標距離に近づくように、エンジンＥＣＵ３０やブレーキＥＣＵ４０に指令信号を出力する。すなわち、車間距離制御部２２は、自車両を減速する際には、ブレーキＥＣＵ４０に指令信号を出力してブレーキ作動力を制御する。自車両を加速する際には、エンジンＥＣＵ３０に指令信号を出力して、スロットル開度及び変速比を制御する。
【００２２】
予測進路推定部２００は、車速センサ１１及びヨーレートセンサ１２に接続されており、自車両の旋回方向のデータ（以下、旋回データ）に含まれるノイズ成分（高周波成分）を除去するフィルタ処理部２０１、フィルタの特性を変更する特性変更部２０２、自車両の予測進路の推定値を算出する演算部２０３の各機能を備えている。
【００２３】
フィルタ処理部２０１は、ヨーレートセンサ１２によるヨーレートの検出値を使用し、ヨーレートに含まれる高周波成分（ノイズ成分）を、式（１）に示すアナログフィルタを用いて除去する。
【００２４】
Ｙ０＝Ｙ×２πｆ・・・（１）
ここで、Ｙはヨーレートセンサ１２によるヨーレートの検出値である。２πｆはアナログフィルタ（ローパスフィルタ）であり、カットオフ周波数ｆ以上の高周波成分をカットする。Ｙ０はフィルタ処理後のヨーレートである。
【００２５】
演算部２０３は、車速センサ１１とフィルタ処理部２０１に接続されており、車速Ｖと、フィルタ処理後のヨーレートＹ０とを用いて式（２）の演算を行うことで、自車両の予測進路の推定値Ｒを算出する。
【００２６】
Ｒ＝Ｖ／Ｙ０・・・（２）
算出された予測進路の推定値Ｒは、車間距離制御部２２による車間制御に使用されることとなる。
【００２７】
ところで、自車両のヨーレートと車速とから自車両の進路を予測する場合、自車両が低速走行状態となる場合には、ステアリングの操作量のふらつき等に起因して進路予測の精度が低下することが懸念される。また、自車両の車速が高い状態では、ヨーレートの時定数遅れに起因してやはり進路予測の精度が低下することが懸念される。
【００２８】
そこで、本実施形態では自車両の車速Ｖに応じてヨーレートに含まれる高周波成分が除去される度合を変更する。具体的には、特性変更部２０２を用いてヨーレートＹの高周波成分を除去するカットオフ周波数ｆを変更する。
【００２９】
例えば特性変更部２０２は、図３に示すように、自車両の車速Ｖが第１閾値Ｔｈ１以上となる場合には、車速Ｖに応じてカットオフ周波数ｆ（＝ｆ１）を設定する。ここでは、車速Ｖが高くなるほどカットオフ周波数ｆ１を低い値となるように設定することで、高周波成分を除去されやすくする。これにより、車速Ｖが高い場合における時定数遅れを抑え、進路予測の精度が高められるようにする。
【００３０】
一方、自車両の車速Ｖが第１閾値Ｔｈ１未満となる低速走行状態の場合には、自車両の車速Ｖが第１閾値Ｔｈ１以上の場合よりも更にカットオフ周波数ｆを低い値に設定する。図３の例では、車速Ｖ≧Ｔｈ１の場合のカットオフ周波数ｆ１の下限値よりも、車速Ｖ＜Ｔｈ１の場合のカットオフ周波数ｆ（＝ｆ２）が小さくなるようにしている。これにより、自車両が低速走行状態の場合に高周波成分が除去される度合が高められることとなり、進路予測の安定性が高められる。
【００３１】
なお、自車両の走行中に方向転換や車線変更等のために自車両が旋回される場合において、高周波成分を除去する度合いが高く設定されていると、自車両の進路予測の応答性が低下するおそれがある。そこで、本実施形態では演算部２０３で演算された予測進路の推定値Ｒと、自車両の旋回挙動に関する情報（例えば操舵角センサ１３やウィンカーの指示信号）とが一致しているか否かを判定する。
【００３２】
自車両の旋回挙動に関する情報と予測進路の推定値Ｒとが一致していると判定した場合には、車速Ｖに基づき高周波成分が除去される度合いを変更する。一方、自車両の旋回挙動に関する情報と予測進路の推定値Ｒとが不一致の場合には、高周波成分が除去される度合を高くした状態を解除して、高周波成分が除去される度合いを抑える。すなわちカットオフ周波数ｆを高めに設定することで、自車両が旋回挙動される場合における予測進路の応答性が高められるようにする。
【００３３】
次に自車両の予測進路の推定値の算出処理について説明する。なお図４の処理は、車間制御ＥＣＵ２０による車間制御が行われている状況下、予測進路推定部２００が繰り返し実施する。
【００３４】
まず、車速Ｖを取得する（Ｓ１１）。次に自車両の旋回挙動に関する情報と予測進路の推定値Ｒとが一致しているか否かを判定する（Ｓ１２）。一致している場合には、車速Ｖ≧Ｔｈ１であるか否かを判定する（Ｓ１３）。肯定判定した場合には、図３のマップを用いて、車速Ｖに応じてカットオフ周波数ｆ１を設定する（Ｓ１４）。車速Ｖ＜Ｔｈ１の場合には、低速走行状態におけるカットオフ周波数ｆ２に設定する（Ｓ１５）。一方、Ｓ１２で自車両の旋回挙動に関する情報と予測進路の推定値Ｒとが不一致であると判定した場合には、カットオフ周波数ｆを高めに設定することで、高周波成分を除去する度合いを抑える（Ｓ１６）。
【００３５】
次に上記処理の実行例を図５を用いて説明する。なお図５に示す道路は、直線部分Ｒ１と、カーブ部分Ｒ２と、直線部分Ｒ３とを有している。また、カーブ部分Ｒ２の途中の分岐部分Ｔで、直線部分Ｒ４が分岐している。
【００３６】
自車両が、車速Ｖ≧Ｔｈ１で直線部分Ｒ１を走行している位置Ａでは、車速Ｖに応じてカットオフ周波数ｆ１が設定されている。カーブ部分Ｒ２を走行する位置Ｂでは、減速により車速Ｖ＜Ｔｈ１となり、カットオフ周波数ｆ２に変更される。この場合、高周波成分が除去される度合いが高められることで、予測進路のばらつきが抑えられる。
【００３７】
その後、自車両が分岐部分Ｔで方向転換を行うために、ハンドル操作が行われると、予測進路の推定値Ｒと自車両の旋回挙動に関する情報（操舵角）とが不一致となり、高周波成分が除去される度合が抑えられる。これにより、自車両が方向転換等を行う際の予測進路の追従性（応答性）が高められる。その後、自車両が進路変更をして直線部分Ｒ４を走行する際に、車速Ｖ≧Ｔｈ１となると、車速Ｖに応じてカットオフ周波数ｆ１が設定される。この際、車速Ｖが高くなる程、カットオフ周波数ｆ１が低く設定されるため、時定数遅れに起因する予測進路の精度の低下が抑えられる。
【００３８】
上記によれば、以下の優れた効果を奏する。
【００３９】
・自車両の車速及び旋回データから自車両の予測進路を推定する際、旋回データに含まれる高周波成分を除去するフィルタ処理が行われているが、自車両の車速が変わると旋回データに含まれる高周波成分が予測進路の推定値へ与える影響も変わる。そこで車速に基づいて、フィルタ処理により高周波成分を除去する度合いを変更することとした。この場合、自車両の車速に応じてフィルタ処理後の旋回データを用いた自車両の予測進路の推定精度を高めることができる。
【００４０】
・自車両の旋回データと車速とから自車両の進路を予測する場合、自車両の車速が第１閾値未満となる低速走行状態では、ステアリング操作量のふらつき等に起因して進路予測の精度が低下する懸念がある。この点、上記構成では、車速が所定の第１閾値以上の場合には、車速が第１閾値以上の場合と比べて、高周波成分が除去される度合いを高めるようにしたため、低速走行状態及びそれ以外の状態での進路予測の精度を高めることができる。
【００４１】
・自車両の車速が第１閾値以上となる状態では、旋回データの時定数遅れに起因してやはり進路予測の精度が低下することが懸念される。また、時定数遅れは自車両の車速が高くなるほどその影響が大きくなる懸念がある。そこで、自車両の車速が第１閾値以上の場合には、車速が高いほど高周波成分が除去される度合を高めるようにしたため、車速が第１閾値以上の場合における進路予測の精度を高めることができる。
【００４２】
・自車両の旋回挙動に関する情報と進路予測とが一致する場合には、自車両の旋回データと車速とから推定される自車両の予測進路の信頼性が高いと言え、かかる場合には自車両の旋回データと車速とに基づきフィルタ処理を適切に実施できる。
【００４３】
・低速走行状態で高周波成分を除去する度合いを高めた際に、自車両の旋回挙動に関する情報と進路予測とが不一致であると判定された場合に、高周波成分を除去する度合いを高めた状態を解除するようにしたため、自車両が方向転換や車線変更等をする可能性が高い場合における進路予測の応答性を高めることができる。
【００４４】
本実施形態は上記に限定されず以下のように実施してもよい。
【００４５】
・上記では、予測進路推定部２００は、旋回データとしてヨーレートＹを使用しているが、旋回データは、操舵角センサ１３による操舵角の検出値、図示を略すトルクセンサによるトルクの検出値などであってもよい。
【００４６】
・上記の図４において、Ｓ１３で車速Ｖ＜Ｔｈ１と判定される際、車速Ｖ＜Ｔｈ１と判定される直前の自車両の予測進路が保持されてもよい。この場合、車速Ｖが低速走行状態となることに起因する予測進路の精度の低下を抑えられる。
【００４７】
・上記の図４において、Ｓ１２で自車両の旋回挙動に関する情報と予測進路の推定値Ｒとが不一致となった場合、その後、自車両の進路予測が安定するまで、自車両の予測進路が不確定となるおそれがある。そこでＳ１２で自車両の旋回挙動に関する情報と予測進路の推定値Ｒとが不一致となった際には、自車両が直進状態であるとみなすようにしてもよい。この場合、自車両の進路予測が再開されるまでに自車両の予測進路が不確定となることを回避できる。
【００４８】
・自車両が直線部分と走行する場合とカーブ部分を走行する場合とでは、カーブ部分を走行する場合におけるヨーレートＹが増加する。そこで、車速Ｖ及び道路形状に応じて、旋回データの高周波成分を除去する度合いを設定してもよい。例えば、自車両が直線部分を走行する場合と比べて、カーブ部分を走行する場合における高周波成分を除去する度合いを低くすることで、カーブ部分を走行する場合における応答性が高められるようにしてもよい。
【００４９】
・上記では、フィルタのカットオフ周波数ｆを変更することで、旋回データの高周波成分を除去する度合いを変更する例を説明した。これ以外にも、フィルタの時定数τを変更することで、旋回データの高周波成分を除去する度合いを変更するようにしてもよい。この場合、図６に示すように、車速Ｖ＜Ｔｈ１の場合には、フィルタの時定数τを所定以上に大きくする。一方、車速Ｖ≧Ｔｈ１以上の場合には、車速Ｖに応じてフィルタの時定数τを設定する。すなわち車速Ｖが大きくなるほどフィルタの時定数τを増加する。
【００５０】
・上記では、車速Ｖ≧Ｖｔｈの場合に、車速Ｖが大きくなるほど高周波成分を除去する度合を高める例を示した。これ以外にも、車速Ｖ≧Ｖｔｈの場合における高周波成分を除去する度合は一定であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…車両システム、１１…車速センサ、１２…ヨーレートセンサ、２０…車間制御ＥＣＵ、２０１…フィルタ処理部、２０２…特性変更部。
【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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