JP2020050010A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回避対象目標を回避するための制御を好適に実行する。
【解決手段】車両制御装置（２００）は、自車両（１０）周辺に回避対象目標（５０）を検出した場合に、回避対象目標から遠ざかるように自車両を操舵する自動操舵制御を実行する実行手段（２２０）と、回避対象目標を検出しており、且つ、検出された回避対象目標に対する自動操舵制御によって自車両が操舵される側の隣接レーンに他車両（２０）を検出している場合に、自車両と回避対象目標との距離及び相対速度に基づく時間的指標である第１指標（ＴＴＣ＿ｔａｒｇ）と、自車両と他車両との時間的指標である第２指標（ＴＴＣ＿ｏｂｊ）との差分が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段（２１０）とを備える。実行手段は、差分が所定範囲内であると判定された場合に、自動操舵制御に代えて、自車両を減速させる自動減速制御を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の操舵制御を行う車両制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、車両における自動的な操舵制御（以下、適宜「自動操舵制御」と称する）を実行することで、車両と歩行者等との衝突を回避するものが知られている。例えば特許文献１では、車両の走行レーン付近に歩行者を検出した場合に、車両の位置を現在の走行レーン内に保ちつつ、歩行者から距離を取って減速しながら追い越すという技術が開示されている。

その他、特許文献２では、隣接車線を走行している並走車両の挙動から、並走車両の自車走行レーンへの進入を予測し、自車両と並走車両の衝突が予測された場合に操舵支援を行う技術が開示されている。

特開２０１７−０９５１００号公報 米国特許出願公開第２０１１／０１４４８５９号明細書

自車両前方の回避対象目標（例えば、道路脇の歩行者や自転車）を回避するために自動操舵制御を実行する場合、自車両が走行しているレーンの隣接レーンに他車両（例えば、並走車両や対向車両）が存在すると、自動操舵制御によって自車両と他車両との間隔が縮まってしまう可能性がある。即ち、回避対象目標を避けるための自動操舵制御によって、自車両が隣接レーン側に移動するよう操舵され、結果的に自車両と他車両が互いに近づいてしまう可能性がある。このような状況は、自車両及び他車両の搭乗者に対して不安感（例えば、自車両と他車両とが接触してしまうのではないかという不安感）を与えてしまうおそれがある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、車両前方に存在する回避対象目標を回避するための制御を好適に実行することが可能な車両制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車両制御装置の一態様では、自車両周辺の所定範囲内に回避対象目標を検出した場合に、前記自車両に前記回避対象目標との衝突を回避させるため、前記自車両が前記回避対象目標から遠ざかるように前記自車両を操舵する自動操舵制御を実行する実行手段と、前記回避対象目標を検出しており、且つ、検出された前記回避対象目標に対する前記自動操舵制御によって前記自車両が操舵される側の隣接レーンに他車両を検出している場合に、前記自車両と前記回避対象目標との距離及び相対速度に基づく時間的指標である第１指標と、前記自車両と前記他車両との前記時間的指標である第２指標との差分が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記実行手段は、前記差分が前記所定範囲内であると判定された場合に、前記自動操舵制御に代えて、前記自車両を減速させる自動減速制御を実行する。

実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。 自動操舵制御を実行する場合に発生し得る技術的問題点を示す平面図である。 実施形態に係る車両制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 ＴＴＣの算出方法を示す平面図である。 自動操舵制御及び自動減速制御の選択方法を示すマップである。 実施形態に係る車両制御装置の具体的な動作例を示す平面図（その１）である。 実施形態に係る車両制御装置の具体的な動作例を示す平面図（その２）である。

以下、図面を参照して車両制御装置の実施形態について説明する。

＜装置構成＞
まず、本実施形態に係る車両制御装置が搭載される車両全体の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１０（以下、適宜「自車両１０」と称する）は、情報検出部１００と、車両制御装置２００とを備えて構成されている。

情報検出部１００は、内界センサ１１０及び外界センサ１２０を備えている。内界センサ１１０は、例えば車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、ステアリングセンサ等を含んで構成されており、自車両１０の内部パラメータを検出する。外界センサ１２０は、例えば車載カメラ、レーダー、ライダー等を含んで構成されており、自車両１０周辺の所定範囲（言い換えれば、外界センサ１２０による検出可能範囲）に存在する物体（例えば、歩行者等）やリスク（例えば、死角からの飛び出しに関するリスク）についての情報を検出する。内界センサ１１０及び外界センサ１２０で検出された各情報は、車両制御装置２００に出力される構成となっている。

車両制御装置２００は、自車両１０と、自車両１０の周辺に存在する物体との衝突を回避するための回避制御を実行することが可能に構成されている。より具体的には、車両制御装置２０は、回避制御として自動操舵制御（即ち、搭乗者の操作によらない自動的な操舵制御）及び自動減速制御（即ち、搭乗者の操作によらない自動的な減速制御）を実行可能に構成されている。車両制御装置２００は、例えば自車両１０に搭載されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として構成されており、その機能を実現するための論理的な処理ブロック又は物理的な処理回路として、回避制御判定部２１０、及び回避制御実行部２２０を備えている。

回避制御判定部２１０は、情報検出部１００（言い換えれば、内界センサ１１０及び外界センサ１２０）で検出された情報に基づいて、回避制御を実行すべきか否かを判定可能に構成されている。具体的には、回避制御判定部２１０は、情報検出部１００で検出された情報から、回避対象目標を検出可能に構成されている。なお、ここでの「回避対象目標」とは、衝突を回避するために回避制御を実行すべき対象であり、物標として実際に検出されているものに加えて、死角に潜むリスク（例えば、死角から飛び出してくる可能性がある歩行者等）を含むものである。なお、回避対象目標の具体的な検出方法については、既存の技術を適宜採用することが可能であるため、ここでの詳細な説明は省略する。回避制御判定部２１０は更に、回避制御として、自動操舵制御及び自動減速制御のいずれを実行すべきかを判定可能に構成されている。実行すべき回避制御の判定方法については、後で詳しく説明する。回避制御判定部２１０の判定結果は、回避制御実行部２２０に出力される構成となっている。回避制御判定部２１０は、後述する付記における「判定手段」の一具体例である。

回避制御実行部２２０は、回避制御判定部２１０の判定結果に基づいて、回避制御を実行することが可能に構成されている。具体的には、回避制御実行部２２０は、図示せぬ操舵アクチュエータやブレーキアクチュエータの動作を制御することで、自動操舵制御及び自動減速制御を選択的に実行することが可能に構成されている。なお、自動操舵制御及び自動減速制御のより具体的な処理内容については、適宜既存の技術を採用することができるため、ここでの詳細な説明は省略する。回避制御実行部２２０は、後述する付記における「実行手段」の一具体例である。

＜技術的問題点＞
次に、自動操舵制御の実行時に発生し得る技術的問題点について、図２を参照して説明する。図２は、自動操舵制御を実行する場合に発生し得る技術的問題点を示す平面図である。

図２に示すように、自車両１０の進行方向前方に、回避対象目標５０（例えば、歩行者）と、他車両２０（例えば、対向車両）が存在しているとする。ここで仮に、回避対象目標５０を回避すべく自動操舵制御が実行した場合、自車両１０は回避対象目標５０から遠ざかる方向（図における右方向）に移動することになる。言い換えれば、自車両１０は、他車両２０が走行する隣接レーンに近づくように移動することになる。

この結果、自車両１０と他車両２０との距離（具体的には、横方向の距離）は、互いにすれ違う際に非常に狭くなるおそれがある。このような状況は、自車両１０及び他車両２０の搭乗者に不安感を与えてしまうおそれがある。また、意図せぬ接触の原因となってしまうおそれもある。

本実施形態に係る車両制御装置２００は、上述した技術的問題点を解消するために、以下で説明する動作（具体的には、状況に応じて回避制御の実施態様を変更する動作）を実行する。

＜動作説明＞
次に、本実施形態に係る車両制御装置２００の動作の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る車両制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。

図３に示すように、本実施形態に係る車両制御装置２００の動作時には、まず回避制御判定部２１０が、情報検出部１００から自車両１０の周辺情報（特に、回避対象目標５０や他車両２０に関する情報）を取得する（ステップＳ１０１）。そして、回避制御判定部２１０は、自車両１０の前方に回避すべき回避対象目標５０が存在しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。なお、回避対象目標５０が存在していないと判定された場合には（ステップＳ１０２：ＮＯ）、以降の処理は省略され、一連の動作が終了する。この場合、車両制御装置２００は、所定期間後にステップＳ１０１から処理を再開してよい。

回避対象目標５０が存在していると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、回避制御判定部２１０は更に、隣接レーンに他車両２０が存在しているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。なお、ここでの「隣接レーン」は、自車両１０が走行しているレーンに隣接するレーンであって、仮に検出された回避対象目標５０を対象とする自動操舵制御を実行するとした場合に、自車両１０が操舵される側（即ち、自動操舵制御によって移動することになる側）に位置するレーンである。

隣接レーンに他車両２０が存在していないと判定された場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、回避制御実行部２２０が、回避制御として自動操舵制御を実行する（ステップＳ１１０）。これにより、自車両１０は、回避対象目標５０から遠ざかる側（言い換えれば、隣接レーンに近づく側）に移動することになるが、隣接レーンに他車両２０は存在していないため、図２で説明したような不都合（即ち、自車両１０と他車両２０とが近づいてしまう状況）は発生しない。

一方、隣接レーンに他車両２０が存在していると判定された場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、回避制御判定部２１０が、自車両１０と回避対象目標５０とのＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）、及び自車両１０と他車両２０とのＴＴＣをそれぞれ算出する（ステップＳ１０４）。なお、本実施形態に係るＴＴＣは、自車両１０と、回避対象目標５０又は他車両２０とが衝突するまでの時間ではなく、自車両１０が、回避対象目標５０又は他車両２０の側方を通過するまでの時間として算出される。ＴＴＣは、後述する付記における「時間的指標」の一具体例である。

ここで本実施形態に係るＴＴＣの具体的な算出方法について、図４を参照して詳しく説明する。図４は、ＴＴＣの算出方法を示す平面図である。

図４に示すように、自車両１０と回避対象目標５０との距離をＸ＿ｔａｒｇ、自車両１０と他車両２０との距離をＸ＿ｏｂｊ、自車両１０の速度（以下、適宜「自車両速度」と称する）をＶ＿ｅｇｏ、回避対象目標５０の速度の自車両１０の進行方向成分（以下、適宜「回避対象目標速度」と称する）をＶ＿ｔａｒｇ、他車両２０の速度の自車両１０の進行方向成分（以下、適宜「他車両速度」と称する）をＶ＿ｏｂｊとする。この場合、自車両１０と回避対象目標５０とのＴＴＣであるＴＴＣ＿ｔａｒｇ、及び自車両１０と他車両２０とのＴＴＣであるＴＴＣ＿ｏｂｊは、それぞれ下記式（１）及び（２）を用いて算出できる。

ＴＴＣ＿ｔａｒｇ＝Ｘ＿ｔａｒｇ／（Ｖ＿ｔａｒｇ−Ｖ＿ｅｇｏ） ・・・（１）
ＴＴＣ＿ｏｂｊ＝Ｘ＿ｏｂｊ／（Ｖ＿ｏｂｊ−Ｖ＿ｅｇｏ） ・・・（２）

なお、ＴＴＣ＿ｔａｒｇ及びＴＴＣ＿ｏｂｊは、それぞれ後述する付記における「第１指標」及び「第２指標」の一具体例である。

図３に戻り、回避制御算出部２１０は、ＴＴＣ＿ｔａｒｇ及びＴＴＣ＿ｏｂｊを算出した後、ＴＴＣ＿ｔａｒｇとＴＴＣ＿ｏｂｊとの差分（以下、適宜「ＴＴＣ差分」と称する）を算出する（ステップＳ１０５）。そして、回避制御判定部２１０は更に、算出したＴＴＣ差分が第１所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここでの「第１所定範囲」は、回避制御として自動操舵制御を選択しない方がよい状況であるか否かを判定するための範囲であり、事前のシミュレーション等によって最適な範囲が予め設定されている。

ＴＴＣ差分が第１所定範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、回避制御実行部２２０が、回避制御として自動操舵制御を実行する（ステップＳ１１０）。一方、ＴＴＣ差分が第１所定範囲内であると判定された場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、回避制御判定部２１０は更に、ＴＴＣ差分が第２所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここでの「第２所定範囲」は、回避制御として自動減速制御を選択すべき状況であるか否かを判定するための範囲であり、事前のシミュレーション等によって最適な範囲が予め設定されている。第２所定範囲は、後述する付記における「所定範囲」の一具体例である。

ＴＴＣ差分が第２所定範囲内であると判定された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、回避制御実行部２２０が、回避制御として自動減速制御を実行する（ステップＳ１０８）。一方、ＴＴＣ差分が第２所定範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、回避制御実行部２２０が、自動操舵制御及び自動減速制御のうち、自車両１０の搭乗者の好み応じた一方の制御を実行する（ステップＳ１０９）。搭乗者の好みに応じた制御は、例えば搭乗者自身によって予め設定されたものでもよいし、搭乗者の過去の運転履歴から、同様の状況で操舵による回避と、減速による回避とのいずれを選択する傾向にあるかを推定して設定されたものでもよい。

ここで、回避制御を選択する際の第１所定範囲及び第２所定範囲について、図５を参照して具体的に説明する。図５は、自動操舵制御及び自動減速制御の選択方法を示すマップである。

図５に示すように、第１所定範囲は、ＴＴＣ差分が−δｓ〜βｓの範囲として設定されている。ここで、ＴＴＣ≦−δｓとなるのは、他車両２０が比較的遠方に位置しており、操舵によって余裕を持って回避対象目標５０を回避できるような状況である。このため、ＴＴＣ差分≦−δｓ以下となる場合には、自動操舵制御が実行される。他方、ＴＴＣ差分≧βｓとなるのは、自車両１０が他車両２０の側方を通過した後で、操舵によって余裕を持って回避対象目標５０を回避できるような状況である。このため、ＴＴＣ差分≧βｓとなる場合にも、自動操舵制御が実行される。

第２所定範囲は、ＴＴＣ差分が−γｓ〜αｓの範囲として設定されている。ここで、−γｓ≦ＴＴＣ差分＜０ｓとなるのは、自車両１０が回避対象目標５０の側方を通過した直後に、自車両１０が他車両２０とすれ違うような状況である。ＴＴＣ差分＝０ｓとなるのは、自車両１０が回避対象目標５０及び他車両２０の側方を同時に通過するような状況である。０ｓ＜ＴＴＣ差分≦αｓとなるのは、自車両１０が他車両２０の側方を通過した後で、回避対象目標５０を操舵によって回避する時間が十分に確保できないような状況である。このため、−γｓ＜ＴＴＣ差分≦αｓとなる場合には、自動操舵制御に代えて自動減速制御が実行される。

なお、上記以外のＴＴＣ差分が−δｓ〜−γｓとなる範囲、及びαｓ〜βｓとなる範囲では、自動操舵制御及び自動減速制御のいずれも選択可能である。つまり、自動操舵制御及び自動減速制御のいずれを選択しても、不都合なく回避対象目標５０を回避することができる。よって、−δｓ＜ＴＴＣ差分＜−γｓとなる場合、及びαｓ＜ＴＴＣ差分＜βｓとなる場合には、自動操舵制御及び自動減速制御のうち、自車両１０の搭乗者の好み応じた一方の制御が実行される。

＜技術的効果＞
次に、本実施形態に係る車両制御装置２００によって得られる技術的効果について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、実施形態に係る車両制御装置の具体的な動作例を示す平面図（その１）である。図７は、実施形態に係る車両制御装置の具体的な動作例を示す平面図（その２）である。

図６に示すような状況で、Ｘ＿ｔａｒｇ＝４０ｍ、Ｘ＿ｏｂｊ＝４０ｍ、Ｖ＿ｅｇｏ＝５０ｋｍ／ｈ、Ｖ＿ｔａｒｇ＝８ｋｍ／ｈ、Ｖ＿ｏｂｊ＝５０ｋｍ／ｈであったとする。この場合、ＴＴＣ＿ｔａｒｇ＝３．４ｓ、ＴＴＣ＿ｏｂｊ＝１．４ｓとなり、ＴＴＣ差分は２．０ｓとして算出される。この時、ＴＴＣ差分である“２．０ｓ”が図５で示すα以下の値であれば、車両制御装置２００は、回避対象目標５０を操舵によって回避することは難しいと判断し、自動減速制御を実行する。或いは、ＴＴＣ差分である“２．０ｓ”が図５で示すαよりも大きくβよりも小さい値であれば、車両制御装置２００は、自動操舵制御及び自動減速制御のいずれでも回避対象目標５０を好適に回避できると判断し、自車両１０の搭乗者の好みに応じた一方の制御を実行する。或いは、ＴＴＣ差分である“２．０ｓ”が図５で示すβ以上の値であれば、車両制御装置２００は、減速せずに操舵によって回避対象目標５０を回避できると判断し、自動操舵制御を実行する。

図７に示すような状況で、Ｘ＿ｔａｒｇ＝５０ｍ、Ｘ＿ｏｂｊ＝３０ｍ、Ｖ＿ｅｇｏ＝６０ｋｍ／ｈ、Ｖ＿ｔａｒｇ＝８ｋｍ／ｈ、Ｖ＿ｏｂｊ＝５０ｋｍ／ｈであったとする。この場合、ＴＴＣ＿ｔａｒｇ＝３．５ｓ、ＴＴＣ＿ｏｂｊ＝１１ｓとなり、ＴＴＣ差分は−７．３ｓとして算出される。この時、ＴＴＣ差分である“−７．３ｓ”が図５で示す−γ以上の値であれば、車両制御装置２００は、回避対象目標５０を操舵によって回避することは難しいと判断し、自動減速制御を実行する。或いは、ＴＴＣ差分である“−７．４ｓ”が図５で示す−γよりも小さく−δよりも大きい値であれば、車両制御装置２００は、自動操舵制御及び自動減速制御のいずれでも回避対象目標５０を好適に回避できると判断し、自車両１０の搭乗者の好みに応じた一方の制御を実行する。或いは、ＴＴＣ差分である“−７．３ｓ”が図５で示す−δ以下の値であれば、車両制御装置２００は、減速せずに操舵によって回避対象目標５０を回避できると判断し、自動操舵制御を実行する。

以上のように、本実施形態に係る車両制御装置２００によれば、自車両１０と、回避対象目標５０、及び他車両２０の各々の位置や速度に応じて、自動操舵制御及び自動減速制御が適切に選択される。具体的には、自動操舵制御を実行すると、自車両１０と他車両２０とが接近してしまうような場合には、自動減速制御が実行される。一方で、そのような不都合が生じない状況では、自動操舵制御が実行される。従って、回避対象目標５０を好適に回避することが可能である。

＜付記＞
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。

（付記１）
付記１に記載の車両制御装置は、自車両周辺の所定範囲内に回避対象目標を検出した場合に、前記自車両に前記回避対象目標との衝突を回避させるため、前記自車両が前記回避対象目標から遠ざかるように前記自車両を操舵する自動操舵制御を実行する実行手段と、前記回避対象目標を検出しており、且つ、検出された前記回避対象目標に対する前記自動操舵制御によって前記自車両が操舵される側の隣接レーンに他車両を検出している場合に、前記自車両と前記回避対象目標との距離及び相対速度に基づく時間的指標である第１指標と、前記自車両と前記他車両との前記時間的指標である第２指標との差分が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記実行手段は、前記差分が前記所定範囲内であると判定された場合に、前記自動操舵制御に代えて、前記自車両を減速させる自動減速制御を実行する。

付記１に記載の車両制御装置によれば、第１の指標（例えば、自車両が回避対象目標の側方を通過するまでに要する時間）と、第２の指標（例えば、自車両が他車両の側方を通過するまでに要する時間）との差分が所定範囲内であるか否かを判定することで、自車両が回避対象目標及び他車両の各々に接近するタイミングが互いに近くなる状況であるか否かを判定することができる。

ここで、自車両が回避対象目標に接近するタイミングと、自車両が他車両に接近するタイミングとが近い場合、回避対象目標を回避するための自動操舵制御を実行することで、自車両と他車両との距離が極めて近くなってしまう可能性がある。このような状況は、自車両及び他車両の搭乗者に不安を感じさせるだけでなく、予期せぬ衝突の原因にもなってしまうおそれがある。

しかるに付記１に記載の車両制御装置では、第１の指標と第２の指標との差分が所定範囲内であると判定された場合（言い換えれば、自車両が回避対象目標に接近するタイミングと、自車両が他車両に接近するタイミングとが近い場合）には、自動操舵制御に代えて自動減速制御が実行される。よって、自車両の減速により回避対象目標との衝突を回避しつつ、自車両と他車両とが互いに近づいてしまうことを防止することができる。一方で、第１の指標と第２の指標との差分が所定範囲内でないと判定された場合（言い換えれば、自車両が回避対象目標に接近するタイミングと、自車両が他車両に接近するタイミングとが近くない場合）には、自動操舵制御が実行される。よって、自車両の操舵により回避対象目標を好適に回避することが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０ 自車両
２０ 他車両
５０ 回避対象目標
１００ 情報検出部
１１０ 内界センサ
１２０ 外界センサ
２００ 車両制御装置
２１０ 回避制御判定部
２２０ 回避制御実行部
Ｘ＿ｔａｒｇ 自車両と回避対象目標との距離
Ｘ＿ｏｂｊ 自車両と他車両との距離
Ｖ＿ｅｇｏ 自車両速度
Ｖ＿ｔａｒｇ 回避対象目標速度
Ｖ＿ｏｂｊ 他車両速度
ＴＴＣ＿ｔａｒｇ 回避対象目標の側方通過までの時間
ＴＴＣ＿ｏｂｊ 他車両の側方通過までの時間

Claims (1)

1. 自車両周辺の所定範囲内に回避対象目標を検出した場合に、前記自車両に前記回避対象目標との衝突を回避させるため、前記自車両が前記回避対象目標から遠ざかるように前記自車両を操舵する自動操舵制御を実行する実行手段と、
   前記回避対象目標を検出しており、且つ、検出された前記回避対象目標に対する前記自動操舵制御によって前記自車両が操舵される側の隣接レーンに他車両を検出している場合に、前記自車両と前記回避対象目標との距離及び相対速度に基づく時間的指標である第１指標と、前記自車両と前記他車両との前記時間的指標である第２指標との差分が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段と
   を備え、
   前記実行手段は、前記差分が前記所定範囲内であると判定された場合に、前記自動操舵制御に代えて、前記自車両を減速させる自動減速制御を実行する
   ことを特徴とする車両制御装置。

Images