JP2018158689A - 先行車判定装置及び車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ヨーレイトセンサの測定誤差の影響を抑制して、先行車が自車線に存在する確率を判定すること。【解決手段】先行車判定装置１は、低速判定部３１を備え、自車両２の車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定する。これにより、ヨーレイトを用いずに曲率半径Ｒを推定することができる。自車両の車速が判定閾値以下である場合には、ステアリング角に基づいて自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定しても、誤差による影響を抑制することができる。また、先行車判定装置１では、先行車３の位置を、自車両２の直進方向Ｙに沿う直線ＬＰＣを基準とする第２座標系の位置に変換することで、座標系全体を変換する場合と比較して、計算負荷を大幅に減らすことができる。【選択図】図６

Description

本発明は、先行車判定装置及び車両制御システムに関する。

従来、ＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムに適用される車載用レーダ装置では、車速センサが検出する自車速とヨーレイトセンサが検出するヨーレイトとから自車両が走行中の道路の曲率半径を判定し、自車両の前方に先行車が存在するか否かを判定している（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−２５３７１４号公報

しかしながら、自車両が低速で走行する場合には、車両の振動が大きくなることにより、ヨーレイトセンサによる値が変動するおそれがある。これにより、曲率半径も変動してしまい、カーブ走行路上の先行車の位置を適切に把握することができず、自車両が走行する自車線に先行車が存在するか否かを正しく判定できないおそれがある。

本発明は、車両の振動によるヨーレイトセンサの測定誤差の影響を抑制して、先行車が自車線に存在する確率を判定することができる先行車判定装置及び車両制御システムを提供することを目的とする。

本発明の先行車判定装置は、自車両の速度を検出する車速センサと、自車両の前方に存在する先行車の位置を検出する先行車検出センサと、自車両のステアリング角を検出するステアリング角センサと、車速センサで検出された自車両の車速が判定閾値以下であるか否かを判定する低速判定部と、車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定部と、曲率半径Ｒに対応する曲線を基準とする第１座標系における先行車の位置を、曲率半径Ｒに基づいて、自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系における位置に変換する座標変換部と、第２座標系における先行車の位置に基づいて、先行車が自車線に存在する確率を算出する自車線確率算出部と、を備える。

この先行車判定装置は、低速判定部を備え、自車両の車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定するので、ヨーレイトを用いずに曲率半径Ｒを推定することができる。自車両の車速が判定閾値以下である場合には、ステアリング角に基づいて自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定しても、誤差による影響を抑制することができる。また、先行車の位置を、自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系の位置に変換するので、座標系全体を変換する場合と比較して、計算負荷を大幅に減らすことができる。これらにより、自車両に対する先行車の位置を精度良く把握して、先行車が自車線に存在する確率を判定することができる。

また、先行車検出センサは、自車両の直進方向における自車両から先行車までの第１距離Ｌ_Ｙ、及び、直進方向と直交する車幅方向における自車両から先行車までの第２距離Ｌ_Ｘを検出し、座標変換部は、自車両の車幅方向の中心を通り曲率半径Ｒに対応する曲線と、先行車との距離ｍを算出し、自車線確率判定部は、距離ｍに基づいて、先行車が自車線に存在する確率を算出する自車線確率算出部と、を備える。これにより、車幅方向における自車両から先行車までの第２距離Ｌ_Ｘに基づいて、計算負荷を低減して、先行車が自車線に存在する確率を算出することができる。

座標変換部は、下記式（１）を用いて、距離ｍを算出する構成でもよい。

これにより、計算負荷を低減して、先行車が自車線に存在する確率を算出することができる。

また、自車両はエンジンリターダを備え、車両制御部は、エンジンリターダを制御して自車両を減速させて、車間距離を制御する構成でもよい。これにより、ブレーキシューの消耗を抑制することができる。

本発明によれば、車両の振動によるヨーレイトセンサの測定誤差の影響を抑制して、精度良く先行車の存在の有無を判定可能な先行車判定装置及び車両制御システムを提供することができる。

本発明の一実施形態の車両制御システムが搭載された大型車及びその前方に存在する先行車を示す側面図である。 自車両の前方に存在する先行車を示す平面図である。 車両制御システムを示すブロック構成図である。 図２中のクルーズＥＣＵを示すブロック構成図である。 カーブ走行路を走行する自車両のステアリング角及びカーブ走行路の曲率半径を示す概略図である。 自車両が走行するカーブ走行路上の先行車の位置を示す概略図である。 図７（ａ）は、カーブ走行路を走行する先行車の位置を示す概略図である。図７（ｂ）は、直進方向Ｙに延在する直線を基準とする座標系に変換した後の先行車の位置を示す概略図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、自車線確率が示されたマップを示す図である。 車両制御システムにおける処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

車両制御システム（先行車判定装置）１は、図１及び図２に示されるように、自車両２に搭載されて、自車両２の運転を支援する機能を有する。車両制御システム１で実行される機能としては、例えばＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）がある。ＡＣＣでは、自車両２の車速（以下、「自車速」という）を一定に維持する定速走行機能、及び先行車３との車間距離Ｄを制御する車間距離制御機能を実行可能である。自車両２は、例えばトラックなどの大型車である。自車両２は、バスでもよくその他の大型車、中型車、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れでもよい。

自車両２は車載ネットワークを有する。この車載ネットワークには、図３に示されるように、自車両２の各種機能を制御する複数のＥＣＵ２１〜２５が通信線４を介して接続されている。車載ネットワークでは、複数のＥＣＵ２１〜２５間でデータ通信が可能である。

車両制御システム１は、各種センサを含む。各種センサとしては、例えば、車速センサ１１、レーダセンサ１２、ヨーレイトセンサ１３、ステアリング角センサ１４、画像センサ１５、Ｇ／勾配センサ１６等がある。これらの各種センサは、通信線４を介して複数のＥＣＵ２１〜２５に接続されている。各種センサで取得されたデータは、複数のＥＣＵ２１〜２５に送信される。

車速センサ１１は、自車速を検出する。車速センサ１１は、自車両２の車輪６に取り付けられ、車輪の回転角速度を検出する。

レーダセンサ１２は、例えばミリ波レーダーやレーザーレーダーを用いることができる。レーダセンサ１２は、例えばミリ波等のレーダ波を送信し、送信したレーダ波が物体に反射された反射波を受信するまでの時間に基づいて、物体までの距離を計算する。また、レーダセンサ１２は、反射波の受信方向により自車両に対する物体の方位を検出する。これにより、自車両２前方の先行車３の位置（ｘ、ｙ）を算出することができる。

ヨーレイトセンサ１３は、自車両２の鉛直軸と平行になるように取り付けられ、自車両２の鉛直軸回りの回転角速度（ヨーレイト）を検出する。ステアリング角センサ１４は、ハンドルに取り付けられ、運転者によるハンドル操作を検出し、ステアリング角（ハンドルの回転角）θ_Ｓを検出する。画像センサ１５は、自車両２の前側上部に取り付けられ、自車両２の前方の画像を取得する。Ｇ／勾配センサ１６は、自車両２の重心位置付近で水平に取り付けられ、自車両２の重心の前後・左右方向の加速度を検出する。

車両制御システム１は、複数のＥＣＵを含む。複数のＥＣＵとしては、例えば、エンジンＥＣＵ２１、トランスミッションＥＣＵ２２、ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３、車両制御ＥＣＵ（車両制御部）２４、クルーズＥＣＵ２５等がある。ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。

エンジンＥＣＵ２１は、自車両２のエンジンの制御を司る制御部であり、例えば、エンジンの点火時期、燃料噴射量、弁開閉等を制御する。また、エンジンＥＣＵ２１は、エンジンの状態を検出するための各種データ（例えば、エンジン回転数、エンジン水温等）を検出すると共に、エンジンの状態を示すデータを送信する。

トランスミッションＥＣＵ２２は、自車両２の自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）の制御を司る制御部であり、例えば、自動変速機のギヤの切替えなどを制御する。また、トランスミッションＥＣＵ２２は、自動変速機の状態を検出すると共に、自動変速機の状態を示すデータを送信する。

ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３は、ブレーキの制御を司る制御部であり、ブレーキの作動時期、制動力の大きさ等を制御する。また、ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３は、ブレーキの作動状態を検出すると共に、ブレーキの作動状態を示すデータを送信する。

車両制御ＥＣＵ２４は、車両全体の制御を司る制御部であり、例えば、複数のＥＣＵを制御して、運転支援に関する制御等を行う。車両制御ＥＣＵ２４は、複数のＥＣＵから車両の状態に関するデータを受信すると共に、複数のＥＣＵに指令信号に関するデータを送信する。

クルーズＥＣＵ２５は、ＡＣＣの制御を司る制御部であり、例えば、複数のＥＣＵ２１〜２５を制御して、定速走行制御及び車間距離制御を行う。クルーズＥＣＵ２５は、図４に示されるように、車速判定部（低速判定部）３１、曲率半径推定部３２、座標変換部３３、自車線確率算出部（先行車有無判定部）３４、車間距離算出部３５、記憶部３６を含む。

車速判定部３１は、車速センサ１１で検出された自車両２の自車速が判定閾値以下であるか否かを判定する。判定閾値は、例えば４０ｋｍ／ｈである。

曲率半径推定部３２は、自車両２がカーブ走行路を走行している場合において、自車速が判定閾値以下である場合に、図５に示されるように、後述するタイヤ角θ_Ｔに基づいて、自車両２の走行路の曲率半径Ｒを推定する。詳しくは後述する。曲率半径推定部３２は、自車両２がカーブ走行路を走行している場合において、自車速が判定閾値を超える場合に、ヨーレイトセンサ１３によって検出されたヨーレイト及び車速センサ１１によって検出された自車速に基づいて、自車両２が走行するカーブ走行路の曲率半径Ｒを推定する。

座標変換部３３は、図６に示されるように、カーブ走行路に対応する曲線（推定中心線Ｅ）を基準とする第１座標系における先行車３の位置Ａを、自車両２の直進方向Ｙに沿う直線Ｌ_ＰＣを基準とする第２座標系における位置に変換する。座標変換部３３は、例えば、図７（ａ）に示される第１座標系における先行車３の位置Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ａ_４を、図７（ｂ）に示される第２座標系における位置Ｃ_１、Ｃ_２に変換する。

自車線確率算出部３４は、自車両２の前方に存在する先行車（他車両）３が自車線に存在する確率を算出する。自車線確率算出部３４は、先行車３の位置Ａと自車線確率算出用マップＭ_１、Ｍ_２（図８参照）とを照合して、先行車３が自車線５に存在する確率を算出する。自車線確率は、自車両２の直進方向Ｙと直交する車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの距離ｍに基づいて、先行車３が自車線５に存在する確率を算出する。

例えば、図８に示された自車線確率算出用マップＭ_１、Ｍ_２には、車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの距離ｍ（図６参照）に基づいて、自車線確率を示す数値が設定されている。例えば、自車両２の正面では、自車線確率が１００［％］と設定され、車幅方向Ｘにおいて、自車両２から離れるほど、自車線確率は８０［％］、６０［％］、０［％］と低下する。なお、先行車３などの対象物が、自車両２の右側に存在するか、左側に存在するかに応じて、自車線確率を変えてもよい。

また、自車両２が一般道を走行しているか否か、自動車専用道路（例えば高速道路）を走行しているか否か、に応じて、自車線確率を変えてもよい。例えば、図８（ａ）に示される自車線確率算出用マップＭ_１は、自車両２が高速道路を走行している場合に適用されるものであり、図８（ｂ）に示される自車線確率算出用マップＭ_２は、自車両２が一般道を走行している場合に適用されるものである。例えば、一般道では、左側（歩道側）に自転車、歩行者などが存在するおそれがあり、車両が左側を走行する可能性が低いので、自車線確率が低く設定され（例えば０［％］）、高速道路では、左側に自転車、歩行者などが存在するおそれがないので、車両が左側を走行する可能性があるので、自車線確率が比較的に高く設定されている（例えば６０［％］）。

車間距離算出部３５は、自車両２と先行車３との間の車間距離Ｄについて算出する。車間距離算出部３５は、レーダセンサ１２によって取得された先行車３の位置に基づいて、自車両２と先行車３との間の車間距離Ｄ（図１参照）を算出する。また、自車両２がカーブ走行路を走行しているときの車間距離Ｄの算出については後述する。

記憶部３６には、例えば自車線確率算出用のマップＭ_１、Ｍ_２が保存されている。また、記憶部３６には、曲率半径Ｒを推定するのに必要なデータが保存されている。曲率半径Ｒを推定するのに必要なデータとしては、例えば、自車両２のホイールベースＬ_ＷＢ（図５参照）に関するデータがある。

クルーズＥＣＵ２５は、各ＥＣＵ２１〜２４に指令信号を送信して、先行車３と自車両２との車間距離Ｄを維持すべく自車両２を制御する。また、クルーズＥＣＵ２５は、各ＥＣＵ２１〜２４に指令信号を送信して、自車速を一定に制御する。

クルーズＥＣＵ２５は、エンジンＥＣＵ２１に指令信号を送信して、エンジン出力を制御する。クルーズＥＣＵ２５は、トランスミッションＥＣＵ２２に指令信号を送信して、変速機を制御する。クルーズＥＣＵ２５は、ＥＢＳ／ＡＢＳＥＣＵ２３を制御して、ブレーキを制御する。

また、自車両２はエンジンリターダを備える。エンジンリターダは、エンジンの吸気行程の終期から圧縮行程の開始期に排気弁を開き、排気管の高圧排気を気筒に逆流させ、気筒内の圧縮圧力を上昇させて排気ブレーキの効果を増大させる。排気ブレーキは、エンジンの排気抵抗を増大させることで、エンジンブレーキの効きを増大させる。クルーズＥＣＵ２５は、車両制御ＥＣＵ２４に指令信号を送信し、車両制御ＥＣＵ２４は、指令信号に基づいて、エンジンリターダを作動させて、自車両２を減速させる。これにより、自車両２のブレーキの使用頻度を削減し、ブレーキシューの消耗を抑制する。

次に、図５を参照して、アッカーマンの式を用いた曲率半径Ｒの算出方法について説明する。図５に示される中点Ｐ_Ｔは、左右の前輪（車輪６）の中心点であるトレッド中点である。また、曲率半径Ｒは、自車両２が旋回する円弧を含む円Ｅ_１の中心点Ｏから中点Ｐ_Ｔまでの距離である。また、タイヤ角θ_Ｔは、中点Ｐ_Ｔにおける自車両２の直進方向Ｙに沿う直線と、円Ｅ_１の接線Ｌ_ＰＴとの成す角である。また、自車両２のホイールベースＬ_ＷＢは、前輪軸と後輪軸との距離である。このとき、曲率半径Ｒは、下記式（２）によって表現することができる。

このときのステアリング角（操舵角）を「θ_Ｓ」とし、ステアリングの減衰係数を「Ｋ」とすると、タイヤ角θ_Ｔは、下記式（３）によって表現できる。なお、ステアリングの減衰係数Ｋは、車両固有の値であり、計測することができる。ステアリング減衰係数Ｋは、例えば１／２０である。

タイヤ角θ_Ｔは、式（２）に式（３）を代入して、下記式（４）によって表現することができる。

これにより、自車両２のホイールベースＬ_ＷＢとステアリング角θ_Ｓとを用いて、自車両２が走行する円弧の曲率半径（円Ｅ_１の旋回半径）Ｒを算出することができる。

次に、図６を参照して、曲率半径Ｒのカーブ走行路を走行する先行車３の位置を、直進方向Ｙを基準とするマップ（座標系）に変換するための計算式について説明する。まず、自車両２の推定中心線Ｅから先行車３までの（横方向）距離ｍを算出する場合について説明する。距離ｍとは、先行車３の推定進行方向に直交する方向において、推定中心線Ｅと先行車３との距離である。例えば、推定中心線Ｅと先行車３の車幅方向の中心との距離でもよい。また、推定進行方向は、例えば曲線Ｅに沿う方向、直線Ｌ_ＱＴに沿う方向がある。

レーダセンサ１２によって検出された先行車３の位置（ｘ、ｙ）について、自車両２の直進方向Ｙにおける距離（第１距離）をＬ_Ｙ（＝ｙ）、直進方向Ｙに対して直交する車幅方向Ｘにおける距離（第２距離）をＬ_Ｘ（＝ｘ）とする。なお、先行車３が自車両２の車幅方向Ｘの中心よりも右側に存在するときのＬ_Ｘの符号を「正」とし、先行車３が自車両２の車幅方向Ｘの中心よりも左側に存在するときのＬ_Ｘの符号を「負」とする。また、自車両２が走行するカーブ走行路の推定の曲率半径をＲとする。なお、走行路が右カーブの場合の曲率半径Ｒの符号を「正」とし、走行路が左カーブの場合の曲率半径Ｒの符号を「負」とする。

また、図６に示されるように、先行車３の位置をＡとし、カーブ走行路の曲率半径Ｒの仮想円の中心点をＯとする。また、中心点Ｏを通り、直進方向Ｙに平行な直線Ｌ_ＯＢと、先行車の位置Ａと通り、車幅方向Ｘに平行な直線Ｌ_ＡＢとの交点をＢとする。これらの点Ｏ、点Ａ、点Ｂを頂点とする直角三角形の各辺（ＯＡ、ＯＢ、ＡＢ）の長さは、下記式（５）〜（７）によって表現することができる。

そして、直角三角形の各辺（ＯＡ、ＯＢ、ＡＢ）の長さは、下記式（８）を満たす。

式（７）に、式（５）〜（７）を代入すると、下記式（９）となる。

したがって、ｍは下記式（１）を用いて算出することができる。

ここで、曲率半径Ｒの仮想円の中心点をＯとし、自車両２の位置をＰとする。また、中心点Ｏと先行車３の位置である点Ａとを結ぶ直線Ｌ_ＯＡと、仮想円の円弧である推定中心線Ｅとの交点をＱとする。また、直線Ｌ_ＯＰと直線Ｌ_ＯＱとの交差角をθ_ＰＯＱとし、直線Ｌ_ＯＢと直線Ｌ_ＡＢとの交差角をθ_ＯＡＢとする。また、直線Ｌ_ＯＰと直線Ｌ_ＡＢとは平行である。

この場合、交差角θ_ＰＯＱ＝θ_ＯＡＢであり、下記式（１０）を満たす。

また、曲率半径Ｒの仮想円の円弧ＰＱの長さは、下記式（１１）を満たす。

そして、上記式（１）、（１１）をマップに当てはめることで、図７（ｂ）に示されるように直進方向Ｙに延在する直線Ｌ_ＰＣを基準とする第２座標系に、先行車３の位置Ａを変換することができる。クルーズＥＣＵ２５の車間距離算出部３５は、式（１１）で算出された円弧ＰＱ（＝Ｌ_ＰＱ）を自車両２と先行車３との車間距離Ｄ（図１参照）として設定する。

座標変換部３３は、カーブ走行路が右カーブであるか、左カーブであるかは、レーダセンサ１２によって検出した先行車３の横位置を示す信号の符号（＋または−）で判断する。

例えば、レーダセンサ１２によって検出した先行車３の横位置を示す信号の符号が「＋」である場合（Ｌ_Ｘ＞０）には、右カーブであるとし、符号が「−」である場合（Ｌ_Ｘ＜０）には、左カーブであるとする。

また、上記式（１）で演算した結果、ｍ＞０である場合には、座標変換部３３は、先行車３はカーブの外側に存在すると判定する（Ａ_１、Ａ_３）。ｍ＜０である場合には、座標変換部３３は、先行車３はカーブの内側に存在すると判定する（Ａ_２、Ａ_４）。ｍ＝０である場合には、先行車３は、推定中心線Ｅ上に存在すると判定する。

座標変換部３３は、例えばＬ_Ｘ＞０かつｍ＞０の点Ａ_１に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ_１の位置に変換する（Ｌ_Ｘ×ｍ＞０）。座標変換部３３は、例えばＬ_Ｘ＞０かつｍ＜０の点Ａ_２に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ_２の位置に変換する（Ｌ_Ｘ×ｍ＜０）。

座標変換部３３は、例えばＬ_Ｘ＜０かつｍ＞０の点Ａ_３に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ_１の位置に変換する（Ｌ_Ｘ×ｍ＞０）。座標変換部３３は、例えばＬ_Ｘ＜０かつｍ＜０の点Ａ_４に存在する先行車３の位置を、第２座標系の点Ｃ_２の位置に変換する（Ｌ_Ｘ×ｍ＜０）。

次に、図９のフローチャートを参照して、車両制御システム１における処理手順について説明する。まず、クルーズＥＣＵ２５は、ステアリング角センサ１４から出力された自車両２のステアリング角の情報を取得する（ステップＳ１）。

次に、クルーズＥＣＵ２５は、車速センサ１１から出力された自車速の情報を取得する（ステップＳ２）。次に、クルーズＥＣＵ２５の車速判定部３１は、自車速が４０ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。自車速が４０ｋｍ／ｈ以下である場合には、ステップＳ４に進み、自車速が４０ｋｍ／ｈを超える場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４では、クルーズＥＣＵ２５の曲率半径推定部３２は、アッカーマンの式を用いて曲率半径Ｒを推定する。具体的には、曲率半径推定部３２は、式（４）を用いて、自車両２のホイールベースＬ_ＷＢとステアリング角θ_Ｓとから曲率半径Ｒを算出する。

クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ４の後に、ステップＳ６を実行する。ステップＳ６では、クルーズＥＣＵ２５は、レーダセンサ１２から出力された先行車３の位置に関する情報（ｘ、ｙ）を取得する。

続くステップＳ７では、クルーズＥＣＵ２５の座標変換部３３は、先行車３の位置を直進方向Ｙに沿う直線Ｌ_ＰＣを基準とする第２座標系の位置に変換する。具体的には、座標変換部３３は、式（１）を用いて、ｍを算出する。また、座標変換部３３は、式（１１）を用いて、円弧ＰＱを算出する。

また、座標変換部３３は、先行車３の位置情報（ｘ、ｙ）に基づいて、第２距離Ｌｘ（＝ｘ）を算出する。そして、座標変換部３３は、図８に示されるように、先行車３の位置を示す点Ａ_１、Ａ_４を、点Ｃ_１に変換し、先行車３の位置を示す点Ａ_２、Ａ_３を、点Ｃ_２に変換する。クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ７の後に、ステップＳ８に進む。

一方、ステップＳ３で、自車速が４０ｋｍ／ｈを超える場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、クルーズＥＣＵ２５の曲率半径推定部３２は従来通りヨーレイトベースの計算式を用いて自車両２が走行するカーブ走行路の曲率半径Ｒを演算する。クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ５の後に、ステップＳ６を実行し、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、クルーズＥＣＵ２５の自車線確率算出部３４は、先行車３の第２座標系における位置Ｃ_１、Ｃ_２を自車線確率算出用マップＭ_１（またはＭ_２）と照合する（ステップＳ８）。自車線確率算出部３４は、照合の結果により、自車線確率算出用マップＭ１上の対応する数値を読み取り、先行車３の自車線確率とする。

続くステップＳ９では、クルーズＥＣＵ２５の自車線確率算出部３４は、自車線確率が８０％以上であるか否かを判定する。自車線確率が８０％以上である場合には、クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ１０に進み、自車線に先行車ありと判定する。自車線確率が８０％未満である場合には、クルーズＥＣＵ２５は、ステップＳ１１に進み、自車線に先行車なしと判定する。そして、ここでの処理は終了する。

車両制御システム１の車両制御ＥＣＵ２４は、先行車３が自車線にある場合には、自車両２と先行車３との車間距離を制御すると共に、自車速を一定に維持する制御を行う。また、車両制御システム１は、例えば、自車速によらず、全車速域において定速走行制御及び車間距離制御を実行する。

本実施形態の車両制御システム１のクルーズＥＣＵ２５は、車速判定部３１を含み、自車速が判定閾値以下である場合に、ステアリング角に基づいて、自車両２が走行する走行路の曲率半径Ｒを推定するので、ヨーレイトを用いずに曲率半径Ｒを推定することができる。自車速が判定閾値以下である場合には、誤差による影響を抑制しつつ、ステアリング角θ_Ｓに基づいて自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定することができる。また、クルーズＥＣＵ２５の座標変換部３３は、先行車３の位置を、自車両２の直進方向Ｙに沿う直線Ｌ_ＰＣを基準とする第２座標系の位置に変換するので、従前のように座標系全体を変換する場合と比較して、計算負荷を大幅に減らすことができる。

また、車両制御システム１のレーダセンサ１２は、自車両２の直進方向における自車両から先行車３までの第１距離Ｌ_Ｙ、及び、直進方向Ｙと直交する車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの第２距離Ｌ_Ｘを検出し、座標変換部３３は、自車両２の車幅方向Ｘの中心を通り曲率半径Ｒに対応する曲線（推定中心線Ｅ）の接線Ｌ_ＱＴと、先行車３との距離ｍを算出する。そして、自車線確率算出部３４は、距離ｍに基づいて、先行車３が自車線に存在する確率を算出する。これにより、車幅方向Ｘにおける自車両２から先行車３までの第２距離Ｌ_Ｘに基づいて、先行車３が自車線に存在する確率を算出することができ、計算負荷を低減することができる。

また、クルーズＥＣＵ２５の座標変換部３３は、下記式（１）を用いて、距離ｍを算出するので、従前のように座標系全体を変換する場合と比較して計算負荷を低減して、先行車３が自車線に存在す確率を算出することができる。

また、自車両２はエンジンリターダを備え、車両制御ＥＣＵ２４はエンジンリターダを制御して自車両２を減速させることができる。これにより、自車両２と先行車３との間の車間距離を適切に維持することができ、自車両２の減速においてブレーキシューの消耗を抑制することができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、自車両２の前方に存在する先行車３の位置を検出する先行車検出センサとして、レーダセンサ１２を備える構成について例示しているが、先行車検出センサはレーダセンサ１２に限定されない。例えば、車載カメラ（画像センサ）、車車間通信等を用いて、先行車の位置情報を取得してもよい。

また、上記の実施形態では、低速判定部において自車速が４０ｋｍ／ｈ（判定閾値）以下であるか否かを判定しているが、判定閾値は４０ｋｍ／ｈに限定されず、その他の車速でもよい。例えば、判定閾値は、４０ｋｍ／ｈ未満でもよく、４０ｋｍ／ｈを超える値でもよい。判定閾値は、例えば、実験、過去のデータに基づいて設定できる。

また、上記の実施形態では、自車線確率算出用マップを用いて、先行車３が自車線に存在する確率を算出しているが、例えば先行車３の位置に基づいて演算処理を行い、自車線確率を算出してもよい。

１…車両制御システム（先行車判定装置）、２…自車両、３…先行車、５…自車線、１１…車速センサ、１２…レーダセンサ（先行車検出センサ）、１４…ステアリング角センサ、２４…車両制御ＥＣＵ、２５…クルーズＥＣＵ、３１…車速判定部（低速判定部）、３２…曲率半径推定部、３３…座標変換部、３４…自車線確率算出部（先行車有無判定部）、Ｌ_ＱＴ…接線、Ｌ_Ｘ…第２距離、Ｌ_Ｙ…第１距離、Ｘ…車幅方向、Ｙ…直進方向。

Claims (5)

1. 自車両の速度を検出する車速センサと、
   前記自車両の前方に存在する先行車の位置を検出する先行車検出センサと、
   前記自車両のステアリング角を検出するステアリング角センサと、
   前記車速センサで検出された前記自車両の前記車速が判定閾値以下であるか否かを判定する低速判定部と、
   前記車速が判定閾値以下である場合に、前記ステアリング角に基づいて、前記自車両の走行路の曲率半径Ｒを推定する曲率半径推定部と、
   前記曲率半径Ｒに対応する曲線を基準とする第１座標系における前記先行車の位置を、前記曲率半径Ｒに基づいて、前記自車両の直進方向に沿う直線を基準とする第２座標系における位置に変換する座標変換部と、
   前記第２座標系における前記先行車の位置に基づいて、前記先行車が自車線に存在する確率を算出する自車線確率算出部と、を備える先行車判定装置。
2. 前記先行車検出センサは、前記自車両の前記直進方向における前記自車両から前記先行車までの第１距離Ｌ_Ｙ、及び、前記直進方向と直交する車幅方向における前記自車両から前記先行車までの第２距離Ｌ_Ｘを検出し、
   前記座標変換部は、前記自車両の前記車幅方向の中心を通り前記曲率半径Ｒに対応する前記曲線と前記先行車との距離ｍを算出し、
   前記自車線確率算出部は、前記距離ｍに基づいて、前記先行車が前記自車線に存在する確率を算出する請求項１に記載の先行車判定装置。
3. 前記座標変換部は、下記式（１）を用いて、
   前記距離ｍを算出する請求項２に記載の先行車判定装置。
   

   
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載された先行車判定装置を備えた車両制御システムであって、
   前記先行車が前記自車線に存在する確率に応じて、前記先行車が前記自車線に存在するか否かを判定する先行車有無判定部と、
   前記先行車が前記自車線に存在する場合に、前記先行車と前記自車両との車間距離を制御する車両制御部と、を備える車両制御システム。
5. 前記自車両はエンジンリターダを備え、
   前記車両制御部は、前記エンジンリターダを制御して前記自車両を減速させて、前記車間距離を制御する請求項４記載の車両制御システム。

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