JP2019043428A - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カーブの度合いに応じた適切な速度制御を実現できる車両制御装置および車両制御方法を得る。【解決手段】外部からカーブ情報を取得し、カーブの度合いに応じて適切な走行目標速度を演算し、カーブ手前から減速制御を実行する走行制御部を備えた車両制御装置であって、カーブ情報に基づく自車位置のカーブ半径を第１のカーブ半径として抽出するとともに、自車両の検出部で生成された車両状態量から自車両の現在の走行路のカーブ半径を第２のカーブ半径として演算し、第１のカーブ半径と第２のカーブ半径との差分があらかじめ設定した許容範囲内にあるか否かを判定する判定部をさらに備えた車両制御装置および車両制御方法。【選択図】図１

Description

本発明は、適切な走行制御を行う車両制御装置および車両制御方法に関するものである。

従来の車両制御装置として、以下のような動作を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１におけるＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）のような走行車速制御システムは、自車前方に先行車両がいない場合には、ドライバが設定した速度で、自車両を定速走行させる。一方、この走行車速制御システムは、自車前方に先行車両がいる場合には、先行車両の速度と車間距離に基づいて、自車速を制御する。

上述したような従来の走行車速制御システムにおいて、カーブの度合いに応じた速度で車両を走行させることができるようにするためには、カーナビゲーションシステム（以下、ナビ装置と略す）が利用されている。

具体的には、走行中の車両に搭載されたコントローラは、カーブ進入前に、自車前方のカーブ半径、自車位置、車両からカーブまでの距離等を、カーブ情報として、ナビ装置から入手する。続いて、コントローラは、入手したカーブ情報に基づいて、カーブ手前から減速を開始する。その結果、車両は、カーブの度合いに応じた速度で、カーブを通過することができる。

特許第５１２４４１５号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
上述したように、従来の車両制御装置は、ナビ装置を利用して、カーブの実状況を反映し、車両の速度制御を行う技術である。しかしながら、ナビ装置の情報のみでは、コントローラが、カーブの度合いに応じた適切な速度制御を実現できないという、以下のような問題がある。

例えば、ナビ装置に内蔵されているＧＰＳにおいて、衛星からの電波を誤受信した場合には、自車位置が実際よりも前方に検出されてしまう。この結果、コントローラは、車両からカーブまでの距離を誤った値で演算し、適切な速度制御ができないこととなる。

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、従来装置と比較して、カーブの度合いに応じた適切な速度制御を実現できる車両制御装置および車両制御方法を得ることを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、外部から自車両前方のカーブ半径、自車位置、自車両からカーブまでの距離を含む情報をカーブ情報として取得し、カーブの度合いに応じて適切な走行目標速度を演算し、カーブ手前から減速制御を実行する走行制御部を備え、カーブ情報に基づく自車位置のカーブ半径を第１のカーブ半径として抽出するとともに、自車両の検出部で検出された自車両の速度およびヨーレートから自車両の現在の走行路のカーブ半径を第２のカーブ半径として演算し、第１のカーブ半径と第２のカーブ半径との差分があらかじめ設定した許容範囲内にあるか否かを判定する判定部を備え、走行制御部は、判定部により差分が許容範囲内にあるとの判定結果が得られた場合には、減速制御を実行し、判定部により差分が許容範囲内にないとの判定結果が得られた場合には、減速制御を実行不可能と判断し、減速制御を実行中に減速制御を実行不可能と判断した場合には、減速制御を中止するものである。

さらに、本発明に係る車両制御方法は、自車両前方のカーブ半径、自車位置、自車両からカーブまでの距離を含む情報をカーブ情報として外部から取得し、カーブの度合いに応じて適切な走行目標速度を演算し、カーブ手前から減速制御を実行し、カーブ情報に基づく自車位置のカーブ半径を第１のカーブ半径として抽出するステップと、自車両の速度およびヨーレートから自車両の走行路のカーブ半径を第２のカーブ半径として演算するステップと、第１のカーブ半径と第２のカーブ半径との差分があらかじめ設定した許容範囲内にあるか否かを判定するステップと、差分が許容範囲内にあるとの判定結果が得られた場合には、減速制御を実行し、判定部により差分が許容範囲内にないとの判定結果が得られた場合には、減速制御を実行不可能と判断し、減速制御を実行中に減速制御を実行不可能と判断した場合には、減速制御を中止するステップとを備えたものである。

本発明によれば、自車走行路の位置を適切に検出できるように、カーブ情報に基づいて検出したカーブ半径と車両状態から検出したカーブ半径とを比較し、自車位置の正誤を判定できる構成を備えている。この結果、従来装置と比較して、カーブの度合いに応じた適切な速度制御を実現できる車両制御装置および車両制御方法を得ることができる。

本発明の実施の形態１における車両制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における自車位置正誤判定部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における車両制御装置による一連処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１における車両制御装置で実行される車両走行の例を示す図である。

以下、本発明の車両制御装置および車両制御方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における車両制御装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る車両制御装置は、車両の走行速度を制御するものであり、特に、カーブを走行する際の車両走行制御に関するものである。
図１に示した車両制御装置は、カーブ情報検出部１０、車両状態量検出部２０、自車位置正誤判定部３０およびカーブ走行目標車速演算部４０を備えて構成されている。

カーブ情報検出部１０は、ナビ装置から得ることができる自車前方のカーブ半径、カーブまでの距離、自車位置を含む情報を、カーブ情報として検出する。
車両状態量検出部２０は、車両から出力される自車速、ヨーレートに関する情報を検出する。

自車位置正誤判定部３０は、カーブ情報検出部１０と車両状態量検出部２０から出力されたそれぞれの情報に基づいて、カーブ情報としてナビ装置から得られた自車位置が、正しいか否かを判定する。

カーブ走行目標車速演算部４０は、カーブ情報検出部１０から得られたカーブ情報を元に、カーブでの目標車速を決定し、車両の制御を行う。ここで、本実施の形態１におけるカーブ走行目標車速演算部４０は、下式（１）により、カーブでの目標車速を演算する。

なお、上式（１）中の、カーブ通過時の目標横加速度ａ_ｌａｔとカーブ進入前目標減速度ａ_ｌｏｎｇは、あらかじめ定めるパラメータである。また、上式（１）中の、自車前方のカーブ半径ｒと自車からカーブまでの距離Ｄが、カーブ情報検出部１０から得られたカーブ情報に相当する。

図２は、本発明の実施の形態１における自車位置正誤判定部３０の内部構成を示すブロック図である。本実施の形態１における自車位置正誤判定部３０は、第１の検出部３１、第２の検出部３２および比較部３３を備えて構成されている。

第１の検出部３１は、カーブ情報検出部１０から出力されたカーブ情報に基づいて、自車位置に基づく第１のカーブ半径を検出する。一方、第２の検出部３２は、車両状態量検出部２０から出力された自車速とヨーレートから第２のカーブ半径を検出する。

そして、比較部３３は、第１の検出部３１および第２の検出部３２のそれぞれで検出されたカーブ半径を比較する。このような構成を備えることで、自車位置正誤判定部３０は、車両がカーブの度合いに応じた適切な速度で走行するために、車両の情報に基づくカーブ半径とナビの情報に基づくカーブ半径との比較結果から、ナビ装置から得られる車両の自車位置が正しいか否かを判定する。

ここで、自車位置正誤判定部３０は、ＧＰＳにおいて、衛星からの電波を正常に受信したとき、第１の検出部３１で検出された第１のカーブ半径と、第２の検出部３２で検出された第２のカーブ半径とを、比較部３３で比較した結果、両者が許容範囲内に収まっている場合には、ナビ装置から得られた自車位置が正しいと判定する。

図３は、本発明の実施の形態１における車両制御装置による一連処理を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、第１の検出部３１は、カーブ情報検出部１０から取得したカーブ情報に基づいて演算したカーブ半径を出力する。一方、ステップＳ１０２において、第２の検出部３２は、車両状態量検出部２０から得られた自車速とヨーレートに基づいて演算したカーブ半径を出力する。

すなわち、第１の検出部３１は、カーブ情報に含まれる「カーブまでの距離」、「カーブ半径」、「自車位置」に関する情報から、ナビ装置が、カーブを走行中と認識しているか、カーブより手前の直線路を走行中と認識しているか、を判断することができる。

一方、第２の検出部３２は、自車両がカーブを走行中においては、車両状態量として検出された自車速とヨーレートから、走行中のカーブ半径を演算することができるとともに、カーブを走行中であることを認識できる。また、第２の検出部３２は、自車両が直線路を走行中においては、車両状態量として検出された自車速とヨーレートから演算で求めたカーブ半径があらかじめ決まられた上限値より大きいことで、直線路を走行中であることを認識できる。

そして、ステップＳ１０３において、自車位置正誤判定部３０は、ステップＳ１０１で出力されたカーブ半径と、ステップＳ１０２で出力されたカーブ半径との差分を求める。さらに、自車位置正誤判定部３０は、求めた差分があらかじめ設定した許容範囲内であれば、ナビ装置から得られた自車位置が正しい、すなわち「正」と判断し、許容範囲外であれば、ナビ装置から得られた自車位置が正しくない、すなわち「誤」と判断する。

なお、カーブ半径の検出の仕方は、自車両状態に基づく検出方法と、ナビによるカーブ情報に基づく検出方法とで互いに異なる。そこで、検出方法の違いに起因した誤差分を考慮した上で、上述した許容範囲が設定されることとなる。

ステップＳ１０３における判定結果が正であれば、ステップＳ１０４に進み、誤であれば、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４に進んだ場合には、カーブ走行目標車速演算部４０は、カーブ走行目標車速を、上式（１）を用いて決定し、カーブでの減速制御を行う。

一方、ステップＳ１０５に進んだ場合には、カーブ走行目標車速演算部４０は、カーブ走行目標車速の算出結果に基づく減速制御を中止し、あらかじめ決めた車速での定速走行制御を実施する。

なお、ステップＳ１０５において実施される「あらかじめ決めた車速での定速走行制御」とは、ドライバの負担を軽減する目的で、アクセルペダルを踏み続けることなく、セットした一定速度を維持する機能であるＣＣ（クルーズ・コントロール）で定めた車速による走行制御を行うことに相当する。

さらに、ステップＳ１０５を実行するとともに、ステップＳ１０６において、カーブ走行目標車速演算部４０は、ステップＳ１０３で「誤」と判定された結果としてステップＳ１０５において定速走行が実施された旨を、ドライバに報知する。例えば、カーブ走行目標車速演算部４０は、インパネに警告を表示することで、ドライバへの報知を行うことができる。また、カーブ走行目標車速演算部４０は、警告音を鳴らすように制御することで、ドライバへの報知を行うこともできる。

図４は、本発明の実施の形態１における車両制御装置で実行される車両走行の例を示す図である。具体的には、図４（ａ）は、ナビ装置のＧＰＳにおいて、衛星からの電波を正常に受信できたときのカーナビ上での自車位置表示を示した図である。

すなわち、図４（ａ）は、自車位置正誤判定部３０により、自車位置が正しいと判定される場合に相当し、ナビ装置から出力された自車位置に基づいて検出されたカーブ半径と、車両状態から検出されたカーブ半径との差分が、許容範囲内に収まることで、図３のステップＳ１０３において「正」と判定された場合の、カーナビ上での自車位置表示に相当する。

また、図４（ａ）のような自車位置表示が得られた場合には、自車両が、直進からカーブに進入し通過するために、区間Ａから区間Ｂまでを走行する際に、以下のような走行制御が行われる。すなわち、区間Ａにおいて、車両制御装置は、ドライバにより設定されている定速走行車速による走行制御を実施する。その一方で、区間Ｂにおいて、車両制御装置は、入手したカーブ情報を基にカーブでの目標車速を求め、カーブ減速制御を実行する。

一方、図４（ｂ）は、ナビ装置のＧＰＳにおいて、衛星からの電波を誤受信したときのカーナビ上での自車位置表示を示した図である。すなわち、図４（ｂ）は、自車位置正誤判定部３０により、自車位置が正しくないと判定される場合に相当し、ナビ装置から出力された自車位置に基づいて検出されたカーブ半径と、車両状態から検出されたカーブ半径との差分が許容範囲外となったことで、図３のステップＳ１０３において「誤」と判定された場合の、カーナビ上での自車位置表示に相当する。

本来は、図４（ａ）に示した自車位置のように、自車両が区間Ａを走行しているにもかかわらず、誤受信が生じた場合には、図４（ｂ）に示すように、ナビ上では区間Ｂを走行しているように誤表示されてしまうこととなる。この場合に、カーブ減速制御が働くと、実際には直線の区間Ａを走行中の自車両が、意図しない減速を行ってしまい、後続車が存在すれば追突のおそれが生じてしまう。

そこで、本実施の形態１に係る車両制御装置は、このような追突を回避するために、自車位置正誤判定部３０によりＧＰＳの受信状態を確認している。そして、カーブ走行目標車速演算部４０は、図３のステップＳ１０３において「誤」と判定され、ステップＳ１０５に進んだ場合には、減速制御を中止し、あらかじめ決めた車速での定速走行制御を実施する。

より具体的には、実際には、直線の区間Ａを走行している場合には、第２の検出部３２によって車両状態量から検出されるカーブ半径は、無限大に近いかなり大きな値となる。一方、実際には、直線の区間Ａを走行しているにもかかわらず、ナビ上で区間Ｂを走行していると誤認識した場合には、第１の検出部３１では区間Ｂに相当するカーブ半径が検出される。

この場合には、比較部３３により算出される、第１の検出部３１により検出されたカーブ半径と第２の検出部３２により検出されたカーブ半径との差分が、許容範囲を超えることとなる。従って、カーブ走行目標車速演算部４０は、直線の区間Ａを走行中に、ナビ装置がカーブ走行中と誤認識した場合には、減速制御を実施せず、あらかじめ決めた車速での定速走行制御を実施することができる。

以上のように、実施の形態１によれば、車両制御装置は、以下のような構成を備えている。
・ナビ装置が自車走行路を誤認識しているか否かを、車両状態から検出したカーブ半径と、ナビ装置のカーブ情報に基づいて検出したカーブ半径との比較から判定する構成。
・ナビ装置が自車走行路のカーブ半径を正しく認識している場合には、ナビ装置によるカーブ情報に応じて減速走行制御を実施し、ナビ装置が自車走行路のカーブ半径を誤認識している場合には、減速走行制御を中止し、定速走行を実施する構成。

これらの構成を備えることで、本実施の形態１に係る車両制御装置は、ナビ装置による自車走行路の認識状態に基づいて、自車位置および走行区間のカーブの度合いに応じた適切な車両走行制御を実施することができる。

さらに、ナビ装置が自車走行路を誤認識した状態をドライバに報知する構成を付加することができる。この結果、ドライバに対して、認識結果、および実行している走行制御内容を正確に伝達することができる。

なお、ナビ装置からのカーブ情報の検出状態を監視する構成を、さらに付加することも可能である。このような構成を備えることで、ナビ装置と車両制御装置との通信不良により自車位置が正しく認識できない状態が発生した場合にも、減速走行制御を中止し、定速走行を実施するとともに、ドライバに対して監視結果を正確に伝えることが可能となる。

１０ カーブ情報検出部、２０ 車両状態量検出部、３０ 自車位置正誤判定部（判定部）、３１ 第１の検出部、３２ 第２の検出部、３３ 比較部、４０ カーブ走行目標車速演算部（走行制御部）。

Claims (5)

1. 外部から自車両前方のカーブ半径、自車位置、自車両からカーブまでの距離を含む情報をカーブ情報として取得し、カーブの度合いに応じて適切な走行目標速度を演算し、カーブ手前から減速制御を実行する走行制御部を備えた車両制御装置であって、
   前記カーブ情報に基づく自車位置のカーブ半径を第１のカーブ半径として抽出するとともに、前記自車両の検出部で検出された前記自車両の速度およびヨーレートから前記自車両の現在の走行路のカーブ半径を第２のカーブ半径として演算し、前記第１のカーブ半径と前記第２のカーブ半径との差分があらかじめ設定した許容範囲内にあるか否かを判定する判定部を備え、
   前記走行制御部は、
   前記判定部により前記差分が前記許容範囲内にあるとの判定結果が得られた場合には、前記減速制御を実行し、
   前記判定部により前記差分が前記許容範囲内にないとの判定結果が得られた場合には、前記減速制御を実行不可能と判断し、
   前記減速制御を実行中に前記減速制御を実行不可能と判断した場合には、前記減速制御を中止する
   車両制御装置。
2. 前記走行制御部は、実行中の前記減速制御を中止した後に、あらかじめ決めた車速での定速走行制御を実行する
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記走行制御部は、前記判定部による判定結果、および判断結果に基づいて実行される走行制御内容を、前記自車両内に設けられた報知器を介して報知する
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記走行制御部は、
   カーナビゲーションシステムから取得した前記カーブ情報の検出状態を監視することで、前記カーナビゲーションシステムが前記カーブ情報を正常に通信できない通信不良が発生したか否かを判断し、
   前記通信不良が発生したと判断した場合には、前記減速制御を実行不可能と判断し、
   前記減速制御を実行中において、前記通信不良が発生したと判断した場合には、前記減速制御を中止する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御装置。
5. 自車両前方のカーブ半径、自車位置、自車両からカーブまでの距離を含む情報をカーブ情報として外部から取得し、カーブの度合いに応じて適切な走行目標速度を演算し、カーブ手前から減速制御を実行する車両制御方法であって、
   前記カーブ情報に基づく自車位置のカーブ半径を第１のカーブ半径として抽出するステップと、
   前記自車両の速度およびヨーレートから前記自車両の走行路のカーブ半径を第２のカーブ半径として演算するステップと、
   前記第１のカーブ半径と前記第２のカーブ半径との差分があらかじめ設定した許容範囲内にあるか否かを判定するステップと、
   前記差分が前記許容範囲内にあるとの判定結果が得られた場合には、前記減速制御を実行し、
   判定部により前記差分が前記許容範囲内にないとの判定結果が得られた場合には、前記減速制御を実行不可能と判断し、
   前記減速制御を実行中に前記減速制御を実行不可能と判断した場合には、前記減速制御を中止するステップと
   を備えた車両制御方法。

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