JP6264271B2 - 車両走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両走行制御装置に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の制御装置が知られている。この制御装置は、自車両が隣接車線上の他車両と並走状態にあるときに、自車両が他車両と重ならない位置に来るように自車両のエンジン出力を制御する。

特開２０１０−２４１３６３号公報

しかしながら、他車両が自車両を追い越そうとするときに、他車両と自車両との速度差が小さい場合には、自車両と他車両との並走に近い状態が継続することになり、交通流を滞らせる原因になる可能性がある。本発明は、他車両が自車両を追い越そうとする際の交通流への影響を低減する車両走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明の車両走行制御装置は、自車両に対する他車両の相対位置及び自車両と他車両の相対速度を取得する他車両情報取得部と、他車両情報取得部で取得された情報と地図情報とに基づいて、他車両が、自車両が走行する走行車線に隣接する追越車線上で自車両の後方を走行し自車両に接近する追越候補車両であるか否かを判定する追越候補車両判定部と、他車両情報取得部で取得された情報に基づいて、追越候補車両と自車両との相対速度が閾値以下であり、かつ、自車両が走行車線の上限速度で走行した際に相対速度が負になるか否かを判定する相対速度判定部と、相対速度判定部により、相対速度が閾値以下であり、かつ、自車両が走行車線の上限速度で走行した際に相対速度が負になると判定された場合に、上限速度で自車両を走行させる制御部と、を備える。

本発明によれば、他車両が自車両を追い越そうとする際の交通流への影響を低減する車両走行制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両走行制御装置のシステムブロック図である。 図１の車両走行制御装置が適用される車両の走行状態を示す平面図である。 図１の車両走行制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 車両走行制御装置の変形例を示すシステムブロック図である。 車両走行制御装置の他の変形例を示すシステムブロック図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る車両走行制御装置の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両走行制御装置１を示すシステムブロック図である。図２は、車両走行制御装置１が適用される自車両３と他車両４との走行状態を示す平面図である。車両走行制御装置１は、自車両３（例えば、乗用車等の自動車）に搭載され、自車両３の自動運転を実行する。なお、車両走行制御装置１は、自車両３の完全な自動運転を行う必要はなく、運転支援として車速制御のみ行ってもよい。車両走行制御装置１は、車両状態センサー部５、周辺監視センサー部７、ナビゲーションシステム９、ＥＣＵ［Electronic Control Unit］１０、エンジン制御部２１、ブレーキ制御部２３、及び操舵制御部２５を備えている。また、車両走行制御装置１は、他車両情報取得部１１、追越候補車両判定部１２、相対速度判定部１３、走行形態決定部１４、及び車両制御部１５を備えている。

車両状態センサー部５は、現在の自車両３の運動状態を計測・出力可能なデバイスである。車両状態センサー部５は、車両に一般的に搭載されているセンサー群であり、例えば自車両３の速度情報を取得する車速センサー、ヨーレートセンサー、前後左右のＧセンサー、及び自車両３の位置情報を取得するＧＰＳセンサーなどを含む。

周辺監視センサー部７は、各種のセンサーと、それらのセンサーの出力を統合して自車両３の周辺の環境情報として処理し出力するデバイス（例えばＥＣＵ）と、を備えている。周辺監視センサー部７が備える上記のセンサーとしては、例えば、ミリ波レーダ、レーザレーダ、ソナー、ステレオカメラ、単眼カメラなどがある。周辺監視センサー部７は、自車両３の周辺に存在する他車両４の有無、他車両４の位置、及び他車両４の速度や運動方向などを計測可能とする。

ナビゲーションシステム９は、運転者によって設定された目的地まで自車両３の運転者の案内を行う。ナビゲーションシステム９は、例えば、地図情報を記憶した地図データベースを有している。地図データベースの地図情報には、例えば、道路の位置情報、道路の車線に関する情報（例えば、車線毎の法定最高速度）、車線の種別情報（走行車線、追越車線などの種別情報）、交差点又は分岐点の位置情報等が含まれる。ナビゲーションシステム９は、車両状態センサー部５の取得した自車両３の位置情報と地図データベースの地図情報とを照合して、自車両３の走行する走行道路及び走行する車線を認識する。ナビゲーションシステム９は、例えば、自車両３の位置から目的地に至るまでの経路を演算し、表示部の表示及び音送信部の音声送信により運転者に対して当該経路の案内を行う。ナビゲーションシステム９は、例えば、自車両３の位置情報、自車両３の走行する車線の情報、及び自車両３の案内経路情報をＥＣＵ１０へ送信する。なお、車両走行制御装置１は、必ずしもナビゲーションシステム９を備える必要はない。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがＲＡＭにロードされ、ＣＰＵで実行されることで、他車両情報取得部１１、追越候補車両判定部１２、相対速度判定部１３、走行形態決定部１４、及び車両制御部１５等の機能が実現される。ＥＣＵ１０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。

他車両情報取得部１１は、車両状態センサー部５から得られた自車両３の位置情報及び速度情報と、周辺監視センサー部７から得られた他車両４の位置情報及び速度情報と、に基づいて、他車両４の自車両３に対する相対位置、及び他車両４の自車両３に対する相対速度を取得する。

追越候補車両判定部１２は、他車両情報取得部１１で取得された上記相対位置及び上記相対速度の情報と、車両状態センサー部５で取得された自車両３の位置情報及び速度情報と、ナビゲーションシステム９が有する地図情報とに基づいて、他車両４が所定の「追越候補車両」に該当するか否かを判定する。「追越候補車両」とは、自車両３が走行する走行車線５３に隣接する追越車線５４上で自車両３の後方を走行し自車両３に接近する車両を言う。他車両が追越車線５４を走行しているか否かは、他車両４の位置と地図情報とを照合して認識することができる。ここでは、他車両４が追越候補車両に該当する場合、他車両４は自車両３を追い越そうとしていると仮定する。以下、他車両４が追越候補車両に該当すると判定されたものとして説明する。

相対速度判定部１３は、他車両情報取得部１１で取得された情報に基づいて、他車両４（追越候補車両）の自車両３に対する相対速度が閾値Ｘ以下であるか否かを判定する。他車両４が追越候補車両に該当する条件下では、他車両４の自車両３に対する相対速度とは、走行車線５３に沿った自車両３の進行方向における他車両４の速度Ｖ４と自車両３の速度Ｖ３との差分（Ｖ４−Ｖ３）となる速度である。上記の閾値Ｘは、予め設定されＥＣＵ１０の記憶部に記憶されている。上記の相対速度が閾値Ｘ以下の場合、他車両４と自車両３との車速差が小さいために、追い越しに掛かる時間が許容できない程度の長時間になると考えることができる。

更に、相対速度判定部１３は、自車両３が走行車線５３の所定の上限速度で走行した際に上記相対速度が負になるか否かを判定する。上記相対速度が負になるとは、自車両３の速度が他車両４の速度よりも大きくなることを意味する。ここで走行車線５３の上限速度としては、例えば、前述の地図情報等から取得される走行車線５３の法定最高速度を採用してもよく、予め設定されＥＣＵ１０の記憶部に記憶された速度であってもよい。以下、「自車両３が上限速度で走行した際に他車両４の自車両３に対する相対速度（Ｖ４−Ｖ３）が負になる」といった条件を「条件Ａ」と呼ぶ。

走行形態決定部１４は、相対速度判定部１３による判定結果に基づいて自車両３が実行すべき走行形態を決定する。具体的には、相対速度判定部１３により、前記相対速度（Ｖ４−Ｖ３）が閾値Ｘ以下であり、かつ、条件Ａが満足されると判定された場合には、走行形態決定部１４は、現状の車線（走行車線５３）を維持したまま前述の上限速度まで加速するという走行形態を、自車両３が実行すべき走行形態として決定する。それ以外の場合には、走行形態決定部１４は、現状の車線及び速度を維持するという走行形態を、自車両３が実行すべき走行形態として決定する。

車両制御部１５は、走行形態決定部１４で決定された走行形態を実現するようにエンジン、ブレーキ及び操舵系を駆動するための制御信号を生成し、制御信号を後述のエンジン制御部２１、ブレーキ制御部２３、操舵制御部２５に送信する。

エンジン制御部２１は、自車両３のエンジンを制御する電子制御ユニットである。エンジン制御部２１は、例えば、エンジンに対する燃料の供給量及び空気の供給量をコントロールすることで自車両３の駆動力を制御する。なお、エンジン制御部２１は、車両がハイブリッド車又は電気自動車である場合には、動力源として駆動するモータの制御を行うモータ制御部として機能する。エンジン制御部２１は、ＥＣＵ１０の車両制御部１５からの制御信号に応じて自車両３の駆動力を制御する。

ブレーキ制御部２３は、自車両３のブレーキシステムを制御する電子制御ユニットである。ブレーキシステムとしては、例えば、液圧ブレーキシステムを用いることができる。ブレーキ制御部２３は、液圧ブレーキシステムに付与する液圧を調整することで、自車両３の車輪へ付与する制動力をコントロールする。ブレーキ制御部２３は、ＥＣＵ１０の車両制御部１５からの制御信号に応じて車輪への制動力を制御する。なお、ブレーキ制御部２３は、自車両３が回生ブレーキシステムを備えている場合、液圧ブレーキシステム及び回生ブレーキシステムの両方を制御してもよい。

操舵制御部２５は、自車両３の電動パワーステアリングシステム［ＥＰＳ：Electric Power Steering］を制御する電子ユニットである。操舵制御部２５は、電動パワーステアリングシステムのうち、自車両３の操舵トルクをコントロールするアシストモータを駆動させることにより、自車両３の操舵トルクを制御する。操舵制御部２５は、ＥＣＵ１０の車両制御部１５からの制御信号に応じて操舵トルクを制御する。

続いて、図３のフローチャート等を参照しながら上記の車両走行制御装置１が実行する処理について説明する。このフローチャートに示される処理は、自車両３のイグニッションスイッチがＯＮになったときに開始され、その後繰り返し実行される。以下の説明においては、図２に示されるように、自車両３が道路の走行車線５３を走行しており、走行車線５３の右側に隣接して追越車線５４が存在し、追越車線５４上を他車両４が走行しているものとする。

図３に示されるように、周辺監視センサー部７及び他車両情報取得部１１によって、自車両３の周辺の他車両４が検出され、他車両４の自車両３に対する他車両４の相対位置、及び他車両４の自車両３に対する相対速度が取得される（ステップＳ１０１）。次に、追越候補車両判定部１２によって、上記他車両４が前述の追越候補車両に該当するか否かが判定される（ステップＳ１０２）。ここで、他車両４が追越候補車両に該当する場合には、相対速度判定部１３によって他車両４の自車両３に対する相対速度（Ｖ４−Ｖ３）が閾値Ｘ以下であるか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ここで、他車両４の自車両３に対する相対速度が閾値Ｘ以下である場合には、ステップＳ１０４に処理が進み、更に前述の条件Ａが満足されるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。

ここで、条件Ａが満足されると判定された場合には、走行形態決定部１４によって、現状の車線を維持したまま前述の上限速度まで加速するという走行形態が、自車両３が実行すべき走行形態として決定される（ステップＳ１０５）。その一方、条件Ａが満足されないと判定された場合には、走行形態決定部１４によって、現状の車線及び速度を維持するという走行形態が、自車両３が実行すべき走行形態として決定される（ステップＳ１０７）。なお、現在の速度を維持するとは、厳密に自車両３の速度を現在の速度に固定するという意味ではなく、例えば道路形状等に応じて予め計画された自動運転の車速制御を継続するという意味である。また、ステップＳ１０２において他車両４が追越候補車両に該当しない場合、及びステップＳ１０３において他車両４の自車両３に対する相対速度（Ｖ４−Ｖ３）が閾値Ｘ以下でない場合は、いずれも上記ステップＳ１０７の決定が行われる。

その後、車両制御部１５によって自車両３の走行が制御され、ステップＳ１０５又はＳ１０７において決定された走行形態が実現される（ステップＳ１０９）。具体的には、車両制御部１５は、ステップＳ１０５又はＳ１０７において決定された走行形態を実現するように制御信号を生成し、その制御信号をエンジン制御部２１、ブレーキ制御部２３、操舵制御部２５に送信する。

続いて、車両走行制御装置１による作用効果について説明する。前述のとおり、追越候補車両である他車両４の自車両３に対する相対速度が閾値Ｘ以下の場合、自車両３を追い越そうとする他車両４と自車両３との車速差が小さいために追い越しに長時間を要すると考えることができる。この状態は、自車両３と他車両４とが並走に近い状態を長時間維持することになり、交通流を滞らせ渋滞の原因になる虞もある。また、自車両３にとっては緊急時の左右方向の回避が困難な状態が発生し、また、他車両４の位置する側の視界も不十分となるので、自車両３の安全確保が難しい状態となる。

そこで、車両走行制御装置１においては、追越候補車両である他車両４の自車両３に対する相対速度が閾値Ｘ以下の場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、前述の条件Ａが満足される条件下で、自車両３が現状の車線を維持しながら上記の上限速度まで加速する走行形態が選択され実行される（ステップＳ１０５）。このような加速により、自車両３の車速が他車両４の車速よりも大きくなるので、他車両４による自車両３の追い越しを断念させることができる。または、他車両４に更なる加速を促して追い越しを早期に完了させることができる。その結果、車両走行制御装置１によれば、他車両４の追い越しによる交通流への影響を低減することができ、自車両３の安全も確保することができる。

但し、条件Ａが満足されない場合には、自車両３が上限速度を超えない限り上記の効果が得られない。従って条件Ａが満足されない場合には、上限速度を超えないこと（例えば、法定最高速度を順守すること）を優先して、上記の加速は実行されず自車両３の車速は維持される（ステップＳ１０７）。

本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施形態の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。

例えば、他車両４が追越候補車両に該当するための条件として、他車両４と自車両３との距離（例えば道路の延在方向における距離）が所定距離Ｙ以下（例えば１００ｍ以下）であるという条件を追加してもよい。これにより、自車両３と後方の他車両４とが交通流に影響を与えない程度に前後に離れて走行している場合には、他車両４が追越候補車両に該当せず、ステップＳ１０５の走行形態は実行されない。

以下、第１の変形例に係る車両走行制御装置３０について説明する。図４は、第１の変形例に係る車両走行制御装置３０を示すシステムブロック図である。上記実施形態と同じ又は相当する構成には同じ符号を付し、説明を省略する。第１の変形例に係る車両走行制御装置３０は、上記実施形態に係る車両走行制御装置１と比べて、ＥＣＵ１０の機能の一部を情報管理センター６０が行う点が主に異なっている。

情報管理センター６０は、例えば、自動車の交通に関連する情報を管理する施設である。情報管理センター６０は、情報の記憶及び演算を行うための情報管理設備を備えている。図４に示されるように、情報管理センター６０は、車両情報取得部６１、地図データベース６２、追越候補車両判定部６３、及び通信装置６４を備えている。

車両情報取得部６１は、情報管理センター６０と車両の通信により、各車両の位置情報及び速度情報などを取得する。車両情報取得部６１は、自車両３との通信により得られた自車両３の位置情報及び速度情報と、他車両４との通信により得られた他車両４の位置情報及び速度情報に基づいて、他車両４の自車両３に対する相対位置、及び他車両４の自車両３に対する相対速度を取得する。なお、上記実施形態のように自車両３の他車両情報取得部１１が他車両４の自車両３に対する相対位置及び相対速度を取得している場合、車両情報取得部６１は、自車両３との通信により当該相対位置及び相対速度を直接取得してもよい。なお、自車両３は、他車両情報取得部１１を必ずしも備える必要はない。

地図データベース６２は、地図情報を記憶したデータベースであり、例えば上記実施形態に係るナビゲーションシステム９の地図データベースと同様の情報を有している。追越候補車両判定部６３は、情報管理センター６０に設けられている点以外は、上記実施形態に係る追越候補車両判定部１２と同様の機能であるため説明を省略する。通信装置６４は、自車両３及び他車両４と無線通信を行うための装置である。

第１の変形例において、自車両３は、情報管理センター６０及び他車両４と無線通信を行うための通信装置３１を備えている。同様に、第１の変形例において、他車両４は、車両状態センサー部４１、周辺監視センサー部４２、及び通信装置４３を備えている。車両状態センサー部４１及び周辺監視センサー部４２は、他車両４に備えられている点以外は、上記実施形態に係る車両状態センサー部５及び周辺監視センサー部７と同様の機能であるため説明を省略する。通信装置４３は、情報管理センター６０及び自車両３と無線通信を行うための装置である。

第１の変形例に係る車両走行制御装置３０では、例えば、情報管理センター６０の車両情報取得部６１により、他車両４の自車両３に対する相対位置、及び他車両４の自車両３に対する相対速度が取得される。そして、情報管理センター６０の追越候補車両判定部６３により、他車両４が追越候補車両に該当するか否かが判定される。追越候補車両判定部６３により他車両４が追越候補車両に該当すると判定された場合、その判定結果が通信によって自車両３のＥＣＵ１０に伝えられる。その後、自車両３のＥＣＵ１０では、上記実施形態と同様に、相対速度判定部１３、走行形態決定部１４、及び車両制御部１５による処理が行われる。これにより、第１の変形例に係る車両走行制御装置３０においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

続いて、第２の変形例に係る車両走行制御装置７０について説明する。図５は、第２の変形例に係る車両走行制御装置７０を示すシステムブロック図である。第２の変形例に係る車両走行制御装置７０は、第１の変形例に係る車両走行制御装置３０と比べて、相対速度判定部の機能も情報管理センター６０が備えている点のみが異なっている。情報管理センター６０の相対速度判定部７１は、情報管理センター６０に備えられている点以外は、上記実施形態に係る相対速度判定部１３と同様の機能であるため説明を省略する。

第２の変形例に係る車両走行制御装置７０では、情報管理センター６０の相対速度判定部７１により、他車両４の自車両３に対する相対速度が閾値Ｘ以下であり、かつ、条件Ａが満足される否かが判定される。相対速度判定部７１により、前記相対速度（Ｖ４−Ｖ３）が閾値Ｘ以下であり、かつ、条件Ａが満足される否かが判定された場合、その判定結果が通信によって自車両３のＥＣＵ１０に伝えられる。その後、自車両３のＥＣＵ１０では、上記実施形態と同様に、走行形態決定部１４及び車両制御部１５による処理が行われる。これにより、第２の変形例に係る車両走行制御装置７０においても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

以上のように、本発明に係る車両走行制御装置は、上記実施形態に係るＥＣＵ１０の機能の一部が情報管理センター６０で行われてもよい。その他、本発明に係る車両走行制御装置は、上記実施形態に係るＥＣＵ１０の機能の一部が他車両（他車両４又は他車両４とは別の他車両）において行われてもよく、上記実施形態に係るＥＣＵ１０の機能の一部が情報管理センター６０及び他車両のそれぞれにおいて行われてもよい。

１、３０、７０…車両走行制御装置、３…自車両、４…他車両（追越候補車両）、９…ナビゲーションシステム（地図情報）、１１…他車両情報取得部、１２、６３…追越候補車両判定部、１３、７１…相対速度判定部、１５…車両制御部（制御部）、３１、４３、６４…通信装置、５３…走行車線、５４…追越車線、６１…車両情報取得部、６２…地図データベース。

Claims (1)

1. 自車両に対する他車両の相対位置及び前記自車両と前記他車両の相対速度を取得する他車両情報取得部と、
   前記他車両情報取得部で取得された情報と地図情報とに基づいて、前記他車両が、前記自車両が走行する走行車線に隣接する追越車線上で前記自車両の後方を走行し前記自車両に接近する追越候補車両であるか否かを判定する追越候補車両判定部と、
   前記他車両情報取得部で取得された情報に基づいて、前記追越候補車両と前記自車両との相対速度が閾値以下であり、かつ、前記自車両が前記走行車線の上限速度で走行した際に前記相対速度が負になるか否かを判定する相対速度判定部と、
   前記相対速度判定部により、前記相対速度が閾値以下であり、かつ、前記自車両が前記走行車線の上限速度で走行した際に前記相対速度が負になると判定された場合に、前記上限速度で前記自車両を走行させる制御部と、を備える車両走行制御装置。

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