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JP6776968B2 - 走行制御装置、車両および走行制御方法 - Google Patents

走行制御装置、車両および走行制御方法 Download PDF

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Description

本開示は、車両の走行を制御する走行制御装置、車両および走行制御方法に関する。
従来、車両の自動走行（運転者の操作を必要としない走行）を制御する走行制御装置が知られている。
例えば、特許文献１には、車両の速度を設定された車速（以下、目標車速という）に維持して車両を走行（駆動走行）させる制御を行う走行制御装置が開示されている。
例えば、特許文献２には、車両とその前方を走行する先行車両との車間距離を所定距離（以下、目標車間距離という）に保つように車両を走行（追従走行）させる制御（Adaptive Cruise Control：ＡＣＣ）を行う走行制御装置が開示されている。
特開２０１７−０２４４７９号公報 特開２０１６−１４４９６７号公報
ところで、追従走行中に、車両を加速させて先行車両を追い越す場合がある。車両を加速させると、車間距離が目標車間距離より狭くなるため、車両が制動される。これにより、車両の加速が妨げられるため、スムーズな追い越しが困難になるという問題点があった。
また、車間距離が狭い場合に、先行車両を追い越すことは、走行の安全性を高める上で支障となる。
本開示の目的は、安全性を高めつつ、追従走行からスムーズな追い越しが可能な走行制御装置、車両および走行制御方法を提供することである。
本開示の走行制御装置は、
車両の方向指示器による方向指示が作動しているか否かを判定する方向指示判定部と、
前記車両を当該車両の前方を走行する先行車両との車間距離を目標車間距離に保つように前記先行車両に追従させて走行させる追従走行と、前記車両の速度を目標車速に合わせるように前記車両を走行させる駆動走行との間で車両の走行を切り替える制御を行う走行制御部と、
前記追従走行中における前記車両と前記先行車両との車間距離を検知する車間距離検知部と、
を備え、
前記走行制御部は、前記追従走行中において、前記方向指示の作動が判定され、かつ、前記車間距離が、前記目標車間距離とは別に予め設定された、前記車両が前記先行車両を追い越す場合における所定距離を超えている第１条件を満たす場合、前記車両の走行を前記追従走行から前記駆動走行へ切り替える。
本開示の車両は、
上記走行制御装置を備える。
本開示の走行制御方法は、
車両の方向指示器による方向指示が作動しているか否かを判定し、
前記車両を当該車両の前方を走行する先行車両との車間距離を目標車間距離に保つように前記先行車両に追従させて走行させる追従走行と、前記車両の速度を目標車速に合わせるように前記車両を走行させる駆動走行との間で車両の走行を切り替える制御を行い、
前記車両と前記先行車両との車間距離を検知し、
前記追従走行中において、前記方向指示の作動が判定され、かつ、前記車間距離が、前記目標車間距離とは別に予め設定された、前記車両が前記先行車両を追い越す場合における所定距離を超えている場合、車両の走行を前記追従走行から前記駆動走行へ切り替える。
本開示によれば、安全性を高めつつ、追従走行からスムーズな追い越しができる。
本開示の一実施の形態に係る走行制御装置を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。 本実施の形態に係る走行制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 走行制御装置の動作の一例を示すタイムチャートである。 追従走行中における走行制御の動作の一例を示すフローチャートである。 駆動走行中における走行制御の動作の一例を示すフローチャートである。
以下、本開示の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜車両１の構成例＞
まず、本実施の形態に係る走行制御装置１００を含む車両の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る走行制御装置１００を含む車両の構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは、走行制御装置１００に関連する部分に着目して、図示および説明を行う。
車両１は、駆動走行と追従走行との切り替えが可能な車両である。駆動走行（定速走行ともいう）とは、後述する駆動系統により車輪９を駆動させ、予め設定された目標車速を維持するように車両１を走行させる走行である。追従走行とは、車両１とその前方を走行する先行車両との車間距離を目標車間距離に保つように車両１を走行させる走行である。
図１に示す車両１は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジンを搭載した、トラック等の大型車両である。
図１に示すように、車両１は、車両を走行させる駆動系統の構成として、エンジン３、クラッチ４、変速機（トランスミッション）５、推進軸（プロペラシャフト）６、差動装置（デファレンシャルギヤ）７、駆動軸（ドライブシャフト）８、および車輪９を有する。
エンジン３の動力は、クラッチ４を経由して変速機５に伝達され、変速機５に伝達された動力は、更に、推進軸６、差動装置７、および駆動軸８を介して車輪９に伝達される。これにより、エンジン３の動力が車輪９に伝達されて車両１が走行する。
また、車両１は、車両を停止させる制動系統の構成として、制動装置４０を有する。制動装置４０は、車輪９に対して抵抗力を与えるフットブレーキ４１、推進軸６に対して抵抗力を与えるリターダ４２、およびエンジンに対して負荷を与える排気ブレーキなどの補助ブレーキ４３を含む。
更に、車両１は、車両１の走行を制御する制御系統の構成として、自動走行装置２を有する。自動走行装置２は、エンジン３の出力、クラッチ４の断接、および変速機５の変速を制御して、車両１を自動走行させる装置であり、複数の制御装置を備える。
具体的には、自動走行装置２は、エンジン用ＥＣＵ（エンジン用制御装置）１０、動力伝達用ＥＣＵ（動力伝達用制御装置）１１、目標車速設定装置１３、増減値設定装置１４、道路情報取得装置２０、車両情報取得装置３０、および走行制御装置１００を有する。
なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、および、走行制御装置１００は、車載ネットワークにより相互に接続され、必要なデータや制御信号を相互に送受信可能となっている。
エンジン用ＥＣＵ１０は、エンジン３の出力を制御する。動力伝達用ＥＣＵ１１は、クラッチ４の断接および変速機５の変速を制御する。
目標車速設定装置１３は、車両１の自動走行時の目標車速を、走行制御装置１００に設定する。
増減値設定装置１４は、車両１の自動走行時の速度減少値、および、速度増加値を、走行制御装置１００に設定する。これらの値は、車両１の自動走行に用いられるパラメータである。
目標車速設定装置１３および増減値設定装置１４は、例えば、運転席のダッシュボード（図示せず）に配置されたタッチパネル付きディスプレイ等の情報入力インタフェースを含み、運転者から上記パラメータの設定を受け付ける。目標車速、速度減少値、速度増加値は、適宜、「設定情報」という。
道路情報取得装置２０は、道路の状況および車両１の現在位置を示す道路情報を取得し、走行制御装置１００へ出力する。例えば、道路情報取得装置２０は、衛星測位システム（ＧＰＳ）の受信機である現在位置取得装置２１と、走行中の天候を取得する天候取得装置２２と、車両１の周囲の走行車両（先行車両や並走車両など）との距離や車速差を検知する周囲センサ２３とを含む。
なお、道路情報は、走行制御装置１００（図２の走行制御部１２０）により生成される走行スケジュールを考慮して、道路の各地点の勾配を示す道路勾配情報を含むことが望ましい。道路勾配情報は、例えば、道路各所の水平位置（緯度経度情報等）に対応付けて、該当する位置の標高（道路標高）を記述したデータである。
車両情報取得装置３０は、運転者による操作内容や車両１の状態を示す車両情報を取得し、走行制御装置１００へ出力する。例えば、車両情報取得装置３０は、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ３１、ブレーキペダルの踏み込みの有無を検出するブレーキスイッチ３２、シフトレバー３３、ターンシグナルスイッチ３４、および、車両１の速度を検出する車速センサ３５を含む。
走行制御装置１００は、上述の設定情報、道路情報、および車両情報に基づいて、駆動走行と追従走行とを含む走行スケジュールを生成する。
そして、走行制御装置１００は、生成した走行スケジュールに従って車両１が走行するように、車両１の各部を制御する。
エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、走行制御装置１００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路をそれぞれ有する。この場合、例えば、走行制御装置１００を構成する上記各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。なお、エンジン用ＥＣＵ１０、動力伝達用ＥＣＵ１１、走行制御装置１００の全部または一部は、一体的に構成されていてもよい。
＜走行制御装置１００の構成例＞
次に、走行制御装置１００の構成について、図２を用いて説明する。図２は、走行制御装置１００の構成の一例を示すブロック図である。
図２に示すように、走行制御装置１００は、方向指示判定部１１０と、走行制御部１２０と、先行車両特定部１３０と、車間距離検知部１４０とを有する。
まず、方向指示判定部１１０について説明する。
方向指示判定部１１０は、方向指示器（図示略）が作動しているか否かについて、方向指示操作スイッチ（図示略）からの検出信号により判定し、判定結果を走行制御部１２０に出力する。
先行車両特定部１３０は、周囲センサ２３の検知信号により、車両１の前方を走行する先行車両の有無（先行車両の特定、非特定）を検知し、検知結果を走行制御部１２０に出力する。なお、先行車両特定部１３０は、より好適には、車載カメラの画像データを用いて、画像認識処理によって、先行車両が存在するか否かを検知する。
車間距離検知部１４０は、周囲センサ２３の検知信号に基づいて、車両１と先行車両との車間距離を検知し、検知結果を走行制御部１２０に出力する。なお、車間距離検知部１４０は、より好適には、車載カメラと車載レーダの両方を用いる。車間距離検知部１４０は、例えば、車載カメラの画像データを用いて、画像認識処理によって、先行車両の二次元的な位置を検知する。そして、車間距離検知部１４０は、車載レーダを用いて先行車両との車間距離を検知する。
走行制御部１２０は、追従走行と駆動走行との間で車両１の走行を切り替える制御を行う。
走行制御部１２０は、先行車両の有無の情報、先行車両との車間距離などに基づいて、車両１の走行を切り替える制御を行う。
次に、車両１の走行の切り替え制御について、具体例について図３を参照して説明する。図３に、車両１の相対的位置の時間的変化を実線２０１で示し、先行車両の相対的位置の時間的変化を実線２０２で示す。実線２０１，２０２間の距離は車間距離Ｌを表す。
方向指示判定部１１０は、図３に示すｔ１時に出力されたオン信号により、方向指示が作動されていると判定する。
先行車両特定部１３０は、図３に示すロックオン信号により、先行車両があると判定する。
走行制御部１２０は、追従走行中において、図３に示すｔ１時に方向指示の作動が判定され、かつ、先行車両が特定され、先行車両との車間距離Ｌが所定距離を超えていることを条件として、この条件を満たす場合、車両１の走行を追従走行から駆動走行へ切り替る制御を行う。ここでの所定距離は、車両１が先行車両を追い越す場合における安全性に配慮された車間距離、つまり、所定距離を超える場合に安全性を担保できる距離である。
以上、先行車両との車間距離Ｌが所定距離を超えていること等の条件を満たす場合に、車両１の走行が追従走行から駆動走行へ切り替えられる。駆動走行では、車両１の速度を目標車速に合わせるように車両１が加速される。例えば、運転者は走行車線から追い越し車線に進路変更するようにハンドル操作を行う。これにより、車両１の目標車速と先行車両の速度との差により、車両１は先行車両を追い越すことができる。
しかしながら、駆動走行に切り替えられ、車両１が加速されても、運転者が上記ハンドル操作を行わない場合がある。この場合、車両１の目標車速と先行車両の速度との差により、車両１が先行車両に接近し、先行車両との車間距離Ｌを十分に確保できないため、先行車両を追い越す際の安全性を低下させる状況となる。
走行制御部１２０は、駆動走行中において、図３に示すｔ２時に方向指示の作動が判定され、かつ、先行車両が特定され、先行車両との車間距離Ｌが所定距離（上記追従走行中における所定距離と同じでもよく、また、同じでなくてもよい）未満であることを条件として、この条件を満たす場合、車両１の走行を駆動走行から追従走行へ切り替える制御を行う。ここでの所定距離は、車両１が先行車両を追い越す場合における安全性に配慮された車間距離、つまり、所定距離未満の場合に安全性を担保できない距離である。
次に、走行制御部１２０における走行制御の動作例について説明する。
まず、追従走行中における走行制御の動作例について説明する。図４は、追従走行中における走行制御の動作例を示すフローチャートである。図４における処理は、例えば車両１の走行中において実行される。
図４に示すように、走行制御部１２０は、追従走行中であるか否かについて判定する（ステップＳ１００）。判定の結果、追従走行中でない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、処理は終了する。一方、追従走行中である場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１０に遷移する。
ステップＳ１１０において、走行制御部１２０は、方向指示が作動であるか否かについて判定する。方向指示の作動でない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理は終了する。一方、方向指示の作動である場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、先行車両があるか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。
先行車両がない場合（ステップＳ１２０：ＮＯ）、処理は終了する。一方、先行車両がある場合（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、車間距離を取得する（ステップＳ１３０）。
次に、走行制御部１２０は、車間距離が所定距離を超えているか否かについて判定する（ステップＳ１４０）。
車間距離が所定距離以下である場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理は終了する。一方、車間距離が所定距離を超えている場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、車両１の走行を追従走行から駆動走行へ切り替える制御を行う（ステップＳ１５０）。
次に、駆動走行中における走行制御の動作例について説明する。図５は、駆動走行中における走行制御の動作例を示すフローチャートである。図５における処理は、例えば車両１の走行中において実行される。
図５に示すように、走行制御部１２０は、駆動走行中であるか否かについて判定する（ステップＳ２００）。判定の結果、駆動走行中でない場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、処理は終了する。一方、駆動走行中である場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２１０に遷移する。
ステップＳ２１０において、走行制御部１２０は、方向指示が作動であるか否かについて判定する。方向指示の作動でない場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、処理は終了する。一方、方向指示の作動である場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、先行車両があるか否かについて判定する（ステップＳ２２０）。
先行車両がない場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、処理は終了する。一方、先行車両がある場合（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、車間距離を取得する（ステップＳ２３０）。
次に、走行制御部１２０は、車間距離が所定距離（上記ステップＳ１４０における所定距離と同じでもよく、また、同じでなくてもよい）未満であるか否かについて判定する（ステップＳ２４０）。
車間距離が所定距離以上である場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、処理は終了する。一方、車間距離が所定距離未満である場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、走行制御部１２０は、車両１の走行を駆動走行から追従走行へ切り替える制御を行う（ステップＳ２５０）。
＜本実施の形態の効果＞
以上、本実施の形態に係る走行制御装置１００によれば、走行制御部１２０は、追従走行中において、方向指示の作動が判定され、かつ、先行車両が特定され、かつ、車間距離Ｌが所定距離を超えていることを条件として、この条件を満たす場合、車両１の走行を追従走行から駆動走行へ切り替える制御を行う。これにより、車両１の制動に妨げられることなく、車両１を加速することができるため、また、先行車両を追い越しする場合に十分な車間距離があるため、安全性を高めつつ、追従走行からスムーズな追い越しができる。
また、上記実施の形態に係る走行制御装置１００によれば、走行制御部１２０は、駆動走行中において、方向指示の作動が判定され、かつ、先行車両が特定され、車間距離Ｌが所定距離未満であることを条件として、この条件を満たす場合、車両１の走行を駆動走行から追従走行へ切り替える制御を行う。これにより、例えば、車間距離が不十分な場合、駆動走行から追従走行に切り替わるため、先行車両を追い越す際の安全性を上げることができる。
＜変形例１＞
次に、本実施の形態の変形例１について説明する。
上記実施の形態では、先行車両を追い越す場合の条件となる所定距離は車両１の速度に拘わらず一定である。本発明はこれに限らず、所定距離は、車両１の速度に応じて設定されてもよい。なお、車両１の速度は、車速センサ３５により検出される。
＜変形例２＞
なお、上記実施の形態では、走行制御部１２０は、追従走行中において、方向指示の作動が判定され、かつ、先行車両が特定され、かつ、車間距離Ｌが所定距離を超えていることを条件として、この条件を満たす場合に、追従走行から駆動走行に切り替える制御を行う。本発明はこれに限らず、上記条件を満たし、かつ、先行車両に対する車両１の離間方向の相対速度が所定速度を超える場合、追従走行から駆動走行へ切り替える制御を行うようにしてもよい。なお、車間距離検知部１４０によって計測される車間距離の変化に基づいて、先行車両に対する離間方向の相対速度を算出することができる。離間方向の相対速度に基づいて追従走行から駆動走行へ切り替える制御を行うことにより、車間距離が十分に確保されるため、先行車両を追い越す際の安全性をさらに上げることができる。
＜変形例３＞
なお、上記実施の形態では、走行制御部１２０は、駆動走行中において、方向指示の作動が判定され、かつ、先行車両が特定され、かつ、車間距離Ｌが所定距離未満であることを条件として、この条件を満たす場合に、駆動走行から追従走行に切り替える制御を行う。本発明はこれに限らず、上記条件を満たし、かつ、先行車両に対する車両１の接近方向の相対速度が所定速度（上記離間方向の相対速度における所定速度と同じでもよく、また、同じでなくてもよい）を超える場合、駆動走行から追従走行へ切り替える制御を行うようにしてもよい。接近方向の相対速度に基づいて駆動走行から追従走行へ切り替える制御を行うことにより、車間距離が十分に確保されない場合、駆動走行から追従走行に切り替わるため、先行車両を追い越す際の安全性をさらに上げることができる。
以上、本開示の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求項の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本開示は、安全性を高めつつ、追従走行からスムーズな追い越しが要求される自動車等の走行制御装置として有用である。
１ 車両
２ 自動走行装置
３ エンジン
４ クラッチ
５ 変速機
６ 推進軸
７ 差動装置
８ 駆動軸
９ 車輪
１０ エンジン用ＥＣＵ
１１ 動力伝達用ＥＣＵ
１３ 目標車速設定装置
１４ 増減値設定装置
２０ 道路情報取得装置
２１ 現在位置取得装置
２２ 天候取得装置
２３ 周囲センサ
３０ 車両情報取得装置
３１ アクセルセンサ
３２ ブレーキスイッチ
３３ シフトレバー
３４ ターンシグナルスイッチ
３５ 車速センサ
４０ 制動装置
４１ フットブレーキ
４２ リターダ
４３ 補助ブレーキ
１００ 走行制御装置
１１０ 方向指示判定部
１２０ 走行制御部
１３０ 先行車両特定部
１４０ 車間距離検知部

Claims (6)

  1. 車両の方向指示器による方向指示が作動しているか否かを判定する方向指示判定部と、
    前記車両を当該車両の前方を走行する先行車両との車間距離を目標車間距離に保つように前記先行車両に追従させて走行させる追従走行と、前記車両の速度を目標車速に合わせるように前記車両を走行させる駆動走行との間で車両の走行を切り替える制御を行う走行制御部と、
    前記追従走行中における前記車両と前記先行車両との車間距離を検知する車間距離検知部と、
    を備え、
    前記走行制御部は、前記追従走行中において、前記方向指示の作動が判定され、かつ、前記車間距離が、前記目標車間距離とは別に予め設定された、前記車両が前記先行車両を追い越す場合における所定距離を超えている第１条件を満たす場合、前記車両の走行を前記追従走行から前記駆動走行へ切り替える、走行制御装置。
  2. 前記先行車両に対する前記車両の離間方向の相対速度を検知する相対速度検知部をさらに備え、
    前記走行制御部は、前記第１条件を満たし、かつ、前記離間方向の相対速度が所定速度を超えている場合、前記車両の走行を前記追従走行から前記駆動走行へ切り替える、請求項１に記載の走行制御装置。
  3. 前記走行制御部は、前記駆動走行中において、前記方向指示の作動が判定され、かつ、前記先行車両が特定され、かつ、前記車間距離が所定距離未満である第２条件を満たす場合、車両の走行を前記駆動走行から前記追従走行へ切り替え、その後、前記車間距離が前記所定距離を超えることで前記第１条件を満たす場合、前記追従走行から前記駆動走行へ切り替える、請求項２に記載の走行制御装置。
  4. 前記走行制御部は、前記第２条件を満たし、かつ、前記先行車両に対する前記車両の接近方向の相対速度が所定速度を超える場合、車両の走行を前記駆動走行から前記追従走行へ切り替える制御を行う、請求項３に記載の走行制御装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の走行制御装置を備える、車両。
  6. 車両の方向指示器による方向指示が作動しているか否かを判定し、
    前記車両を当該車両の前方を走行する先行車両との車間距離を目標車間距離に保つように前記先行車両に追従させて走行させる追従走行と、前記車両の速度を目標車速に合わせるように前記車両を走行させる駆動走行との間で車両の走行を切り替える制御を行い、
    前記車両と前記先行車両との車間距離を検知し、
    前記追従走行中において、前記方向指示の作動が判定され、かつ、前記車間距離が、前記目標車間距離とは別に予め設定された、前記車両が前記先行車両を追い越す場合における所定距離を超えている場合、車両の走行を前記追従走行から前記駆動走行へ切り替える、走行制御方法。
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