JP2020015480A - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追越車線の車両を走行車線から追い抜く又は追い越すのを防止した車両用走行制御装置を提供する。【解決手段】自車両１０と先行車両１００との車両間隔を維持して車速を制御する車両用走行制御装置であって、自車両１０が第１の車速となるように自車両の駆動力及び制動力を制御する速度制御手段と、先行車両を検出する先行車両検出手段と、自車両１０の車線変更を検出する車線変更検出手段と、を具備し、前記速度制御手段は、自車両１０と同一車線で前記第１の車速より遅い第２の車速で走行している先行車両１００を検出した際に、前記第２の車速で先行車両を追従させる追従モードを実行し、前記速度制御手段は、前記追従モードを実行中に、前記車線変更検出手段が追越車線３から走行車線２への変更を検出すると共に、走行車線２において前記先行車両検出手段が先行車両を検出していない場合には、自車両１０の車速を第２の車速以下に制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両に搭載されて、車両の前方を走行する先行車両に対して車間距離を維持しながら追従走行する車両用走行制御装置に関する。

近年、定速走行・車間距離制御装置（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）が車両に搭載されるようになってきている。ＡＣＣによれば、前方を走行する先行車両に対して設定車速内で車速に応じた車間距離を維持しながら追従走行することができる。すなわち、設定車速よりも先行車両の車速が遅い場合には、設定車速よりも遅い先行車両の車速に合わせて減速して先行車両と一定の車間距離を維持しながら先行車両と同じ車速で追従走行する。また、ＡＣＣでは、先行車両がいなくなると予め設定した設定車速に加速して回復する。

特開２００４−０１７８９５号公報

しかしながら、追越車線において、先行車両が設定車速よりも遅い速度で走行しており、この先行車両に対して追従走行をした後、先行車両のいない走行車線に車線変更した場合、走行車線において予め設定した設定速度まで加速してしまい、追越車線を走る先行車両よりも速い速度で走行し、追越車線の先行車両を走行車線から追い抜く又は追い越してしまうという問題がある。

また、追越車線の先行車両を走行車両から追い抜く又は追い越さないようにするには、車線変更に伴いＡＣＣの設定車速を遅く設定する操作や、ＡＣＣを解除して新たな車速で再設定する操作などが必要となり、操作が煩雑であると共に車線変更時に操作が必要になるため、周囲への警戒が疎かになり危険性が高くなるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑み、煩雑な操作を行うことなく追越車線の車両を走行車線から追い抜く又は追い越すのを防止した車両用走行制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、自車両に搭載されて、当該自車両と先行車両との車両間隔を維持して車速を制御する車両用走行制御装置であって、自車両の車速が設定された第１の車速となるように自車両の駆動力及び制動力を制御する速度制御手段と、先行車両を検出する先行車両検出手段と、自車両の車線変更を検出する車線変更検出手段と、を具備し、前記速度制御手段は、前記先行車両検出手段が、自車両と同一車線で前記第１の車速より遅い第２の車速で走行している先行車両を検出した際に、自車両を前記第２の車速で先行車両を追従させる追従モードを実行し、前記速度制御手段は、前記追従モードを実行中に、前記車線変更検出手段が追越車線から走行車線への変更を検出すると共に、走行車線において前記先行車両検出手段が先行車両を検出していない場合には、自車両の車速を第２の車速以下に制御する速度制限モードを実行することを特徴とする車両用走行制御装置にある。

かかる態様では、追越車線で先行車両を追従して走行する追従モードを実行中に、走行車線に車線変更した際に、走行車線を追従モード時の車速以下に制限した車速で走行させることで、運転者が操作することなく、追越車線を走行する先行車両を走行車線から追い抜く又は追い越すのを防止することができる。

ここで、前記速度制御手段は、前記速度制限モードでは、自車両の車速を前記第２の車速よりも遅くするように制御することが好ましい。これによれば、自車両が、走行車線を走行中に追越車線を走行する先行車を追い抜く又は追い越すのを確実に防止することができる。

また、前記車線変更検出手段は、自車両が走行している車線の検出と、方向指示器の操作の検出と、に基づいて追越車線から走行車線への車線変更を検出することが好ましい。これによれば、追越車線から走行車線への車線変更を確実に検出することができる。

また、前記速度制御手段は、前記速度制限モードでは、設定車速を前記第１の車速から前記第２の車速以下に変更することが好ましい。これによれば、走行車線において、第２の車速を設定車速として定速度走行・追従走行を実行することができる。

また、前記速度制御手段は、前記速度制限モードを実行中に、前記車線変更検出手段が走行車線から追越車線への車線変更を検出した場合には、設定車速を前記第１の車速に変更することが好ましい。これによれば、速度制限モードを実行中に走行車線から追越車線に戻った場合に、運転者が操作することなく設定車速を第１の車速に戻すことができるため、煩雑な操作が不要になる。

本発明の車両用走行制御装置によれば、追越車線で先行車の追従走行を行う追従モードを実行中に走行車線に車線変更した際に、走行車線を追従モードを行った車速以下の車速で走行させることで、追越車線を走行する先行車両を走行車線で追い抜く又は追い越すのを防止することができ、安全性を向上することができる。

本発明の実施形態１に係る車両用走行制御装置が搭載された車両の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る車両の走行状態を示す平面図である。 本発明の実施形態１に係る車両の走行状態を示す平面図である。 本発明の実施形態１に係る車両用走行制御装置の設定車速の設定方法を説明するフローチャートである。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る車両用走行制御装置が搭載される車両の概略構成を示すブロック図である。

本実施形態の車両用走行制御装置は図１に示す車両１０（以下、自車両１０とも言う）に適用される。車両１０は、電子コントロールユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である走行制御ＥＣＵ２０、駆動系ＥＣＵ２１及び制動系ＥＣＵ２２を備えている。

各電子コントロールユニットは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの半導体メモリ等の記憶媒体とを含んで構成され、記憶媒体に記憶されたプログラムを処理装置が実行することで制御を行う。

走行制御ＥＣＵ２０は、車速センサー３０とミリ波レーダー３１と単眼カメラ３２と操作レバー３３と接続されている。
車速センサー３０は、自車両１０の車速を検出するものである。

ミリ波レーダー３１は、自車両１０の前方にミリ波（周波数が３０ＧＨｚから３００ＧＨｚの電波）を送信し、その反射波を受信する。ミリ波レーダー３１は、送信波と受信波とに基づいて自車両１０の前方の先行車両などの物体の位置と速度とを検出する。

単眼カメラ３２は、自車両１０の前方を撮像し、画像処理することによって自車両１０の前方の先行車両などの物体の位置と速度とを検出する。

本実施形態では、ミリ波レーダー３１と単眼カメラ３２とが、先行車両を検出する先行車両検出手段として機能する。なお、先行車両検出手段は、ミリ波レーダー３１及び単眼カメラ３２の何れか一方のみであってもよい。また、先行車両検出手段は、ミリ波レーダー３１及び単眼カメラ３２に限定されず、例えば、レーザー光を用いたレーザーレーダー方式、２以上の複数のカメラで異なる方向から同時に撮像するステレオカメラ方式であってもよい。すなわち、先行車両検出手段は、ミリ波レーダー３１、レーザーレーダー、単眼カメラ３２、ステレオカメラからなる群から選択される少なくとも１つを用いることができる。ちなみに、先行車両検出手段は、自車両１０が走行している同一車線だけではなく、他の車線の先行車両も検出可能であることが好ましい。これにより、車線変更する前に先行車両を検出することができるため、車線変更してから先行車両を検出する場合に比べて、安全性を向上することができる。

また、本実施形態では、単眼カメラ３２は、自車両１０の前方を撮像し、画像処理することによって走行車線、追越車線などの車線情報と、車線に対する自車両１０の位置とを検出する。すなわち、本実施形態では、単眼カメラ３２が車線変更を検出する車線変更検出手段として機能する。もちろん、車線変更検出手段は、単眼カメラ３２に限定されず、ステレオカメラ等を用いるようにしてもよい。また、先行車両検出手段と車線変更検出手段との両方の機能を１つの単眼カメラ３２によって機能させることで、先行車両検出手段と車線変更検出手段とのそれぞれにセンサー類を設ける場合に比べて、部品点数を減少させてコストを低減することができる。

もちろん、車線変更検出手段は、単眼カメラ３２又はステレオカメラによって認識した車線情報と車線に対する自車両１０の位置とに加えて、車速センサーが検出した車速、方向指示器の操作を検出するセンサーからの情報、ハンドルの操舵角度を検出するセンサーからの情報等に基づいて、車線変更を検出するようにしてもよい。このように複数の情報から車線変更を検出することで、車線変更の検出精度を向上することができる。なお、車線変更検出手段は、少なくとも自車両１０が走行している車線の検出と、方向指示器（ウィンカー）の操作の検出と、に基づいて車線変更を検出するようにすればよい。つまり、自車両１０が追越車線を走行している場合には、左の方向指示器がオン状態になった場合に、走行車線への車線変更が行われる。

また、操作レバー３３は、運転者が操作するものであり、自車両１０の運転席の近くに設けられている。操作レバー３３は、メインスイッチ３４と車速設定スイッチ３５とを具備する。

メインスイッチ３４は、定速度走行・先行車追従走行（以下、ＡＣＣと称する）を動作させるためのスイッチであり、メインスイッチ３４がオン状態になることで、ＡＣＣのシステムが作動する。

車速設定スイッチ３５は、ＡＣＣの車速である第１の車速を設定する。車速設定スイッチ３５によって第１の車速が設定されることでＡＣＣが実行される。すなわち、車速設定スイッチによって設定された第１の車速に基づいて、走行制御ＥＣＵ２０は、駆動系ＥＣＵ２１及び制動系ＥＣＵ２２によって自車両１０を第１の車速で走行させる。なお、ＡＣＣの車速の設定は、操作レバー３３による操作に限定されず、例えば、単眼カメラ３２等によって制限速度を表示する道路標識を識別して、道路標識から第１の車速を設定するようにしてもよい。

駆動系ＥＣＵ２１は、自車両１０の駆動源、本実施形態では、エンジン５０の運転状態を検出するエンジンセンサー４０と接続されている。エンジンセンサー４０としては、例えば、スロットル弁の開度を検出するセンサーや、アクセルペダルの操作量を検出するセンサー、回転数を検出するセンサーなどが挙げられる。また、駆動系ＥＣＵ２１は、エンジンアクチュエーター４１及びトランスミッション５１と接続されており、エンジンアクチュエーター４１及びトランスミッション５１を制御することによってエンジン５０が発生するトルク及びトランスミッション５１のギヤ比を変更して、自車両１０の駆動力を調整して自車両１０の加速度を制御する。なお、本実施形態では、駆動系ＥＣＵ２１は、動力源であるエンジンを制御するものとしたが、特にこれに限定されず、駆動源としてモーターを有する車両の場合には、モーターを制御するものであればよい。もちろん、エンジン５０とモーターとの両方を有する車両の場合には、駆動系ＥＣＵ２１は、エンジン５０とモーターとの両方を制御するものであればよい。

制動系ＥＣＵ２２は、ブレーキ５２の制御に必要なブレーキセンサー４２、例えば、車速を検出する車速センサー３０、ブレーキペダルの操作量を検出するセンサー等と接続されている。また、制動系ＥＣＵ２２は、ブレーキアクチュエーター４３を制御することによって制動力を調整して自車両１０の減速度を制御する。

そして、走行制御ＥＣＵ２０は、操作レバー３３の車速設定スイッチ３５に基づいて設定された第１の車速に基づいて、車速センサー３０が検出した車速が設定された第１の車速になるように駆動系ＥＣＵ２１及び制動系ＥＣＵ２２によって自車両１０の加速度及び減速度を制御して自車両１０を設定された第１の車速で走行させる（定速度走行）。

また、走行制御ＥＣＵ２０は、ミリ波レーダー３１及び単眼カメラ３２が検出した先行車両までの距離及び速度に基づいて、先行車両に一定の車両間隔（車間距離とも言う）で追従して走行する先行車追従走行を実行する（追従モード）。なお、追従モードは、先行車が第１の車速よりも遅い第２の車速の場合に実行されるものであり、先行車が第１の車速よりも速い場合には、追従モードは実行されない。

また、走行制御ＥＣＵ２０は、追従モードにおいて、単眼カメラ３２が追越車線から走行車線への車線変更を検出したら、走行車線において追従モードでの車速から加速しないように、駆動系ＥＣＵ２１及び制動系ＥＣＵ２２を制御する速度制限モードを実行する。

すなわち、本実施形態では、走行制御ＥＣＵ２０と駆動系ＥＣＵ２１と制動系ＥＣＵ２２とが、自車両１０の車速を制御して追従モード及び速度制限モードを実行する速度制御手段として機能する。

ここで、ＡＣＣの設定車速を第１の車速で設定して、ＡＣＣを動作させた場合について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２及び図３は、車両の走行状態を示す平面図である。

道路１には、片側に走行車線２と追越車線３とが設けられている。本実施形態では、道路１の片側に１つの走行車線２と１つの追越車線３との合計２車線が設けられている。なお、走行車線２の数は１車線に限定されず、例えば、片側に走行車線２が２車線以上設けられていてもよい。また、走行車線２及び追越車線３以外に登坂車線が設けられていてもよい。

また、本実施形態では、左側通行の道路１であって、進行方向左側が走行車線２、進行方向右側が追越車線となっている。もちろん、左側通行の道路に限定されず、右側通行の道路の場合には、進行方向右側が走行車線、進行方向左側が追越車線となっていてもよい。

図２（ａ）に示すように、自車両１０と同一車線で前方を走行する先行車が検出されない場合には、走行制御ＥＣＵ２０は、駆動系ＥＣＵ２１と制動系ＥＣＵ２２とを制御して、設定車速である第１の車速で自車両１０が走行するように定速度走行を行わせる。

また、図２（ｂ）に示すように、自車両１０が設定車速である第１の車速で追越車線３を走行中に、同一車線である追越車線３を第１の車速よりも遅い第２の車速で走行している先行車両１００に追いついた場合、走行制御ＥＣＵ２０は、ミリ波レーダー３１と単眼カメラ３２とによって先行車両１００の位置と、先行車両１００の車速である第２の車速とを検出する。そして、走行制御ＥＣＵ２０は、駆動系ＥＣＵ２１及び制動系ＥＣＵ２２を制御することによって先行車両１００と一定の車間距離を保った状態で先行車両１００と同じ第２の車速で先行車両１００を追従する追従モードを実行する。

この追従モードを実行中に、図３に示すように、自車両１０が追越車線３から走行車線２に移動した場合には、車線変更検出手段である単眼カメラ３２が追越車線３から走行車線２に車線変更したことを検出する。このとき、先行車両検出手段であるミリ波レーダー３１及び単眼カメラ３２が走行車線２に先行車両がいないことを検出したら、走行制御ＥＣＵ２０は、自車両１０が第２の車速よりも早くならないように車速を制限する速度制限モードを実行する。本実施形態では、走行制御ＥＣＵ２０は、ＡＣＣの最初に設定された設定車速である第１の車速を、先行車両１００を追従した際の車速である第２の車速に変更する。このため走行車線２を走行する自車両１０は、追越車線３を第２の速度で走行する先行車両１００を走行車線２から追い抜く又は追い越すことがない。

ここで一例として、最初の設定車速である第１の車速を時速９０ｋｍ、先行車両１００の第２の車速を時速８０ｋｍとした場合、図２（ｂ）に示す追従モードでは、自車両１０の車速を時速８０ｋｍにして先行車両１００に追従走行する。また、図３に示すように、追従モードから速度制限モードに移行した場合には、設定車速を第１の車速である時速９０ｋｍから第２の車速である時速８０ｋｍに変更する。したがって、自車両１０は、走行車線２を時速８０ｋｍで定速度走行することになり、追越車線３を第２の速度である時速８０ｋｍで走行している先行車両１００を追い抜く又は追い越すことがない。

ちなみに、速度制限モードを実行しない場合、走行車線２に車線変更した際に走行車線２に先行車両がいなければ、最初の設定車速である第１の車速、すなわち、時速９０ｋｍまで加速されてしまうため、追越車線３を時速８０ｋｍで走行する先行車両１００を走行車線２から追い超してしまう。本実施形態では、追従モードを実行中に、速度制限モードを実行することによって、追越車線３から走行車線２に車線変更した際に、走行車線２に先行車両がいない場合に、追越車線３を走行している第２の車速である時速８０ｋｍ以下の車速、本実施形態では、時速８０ｋｍで走行するため、追越車線を時速８０ｋｍで走行する先行車両を走行車線で追い抜く又は追い越すことがない。

以下に、本実施形態の車両用走行制御装置の設定車速の設定方法について図４を参照して説明する。なお、図４は、車両用走行制御装置の設定車速の設定方法を説明するフローチャートである。

まず、設定車速として第１の車速が設定され、ＡＣＣが動作している場合において、最初にステップＳ１で、自車両１０が追越車線３を走行しているか判定する。ステップＳ１で、自車両１０が追越車線３を走行していない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、ステップＳ２で設定車速は第１の車速のまま維持される。

ステップＳ１で、自車両１０が追越車線３を走行している場合には（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ステップＳ３で、自車両１０が先行車両１００に追従走行しているか判定する。ステップＳ３で自車両１０が先行車両１００追従走行を行っていない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ２で設定車速は第１の車速のまま維持される。

ステップＳ３で、自車両１０が先行車両１００に追従走行している場合には（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４で、走行車線２に先行車両がいないか判定する。ステップＳ４で、走行車線２に先行車両がいる場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、ステップＳ２で設定車速は第１の車速のまま維持される。ちなみに、ステップＳ４で、走行車線２に先行車両がいる場合には、走行車線２の先行車両は、追越車線３を走行する先行車両１００よりも遅い車速で走行しているため、追越車線から走行車線に車線変更した場合に、走行車線２を走行する先行車両に追従走行を行うことで、追越車線３を走行する先行車両１００よりも速い車速で走行することはない。

また、ステップＳ４で、走行車線２に先行車両がいないと判定した場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５で自車両１０が追越車線３から走行車線２に車線変更したか判定する。ステップＳ５で自車両１０が追越車線３から走行車線２に車線変更していない場合には（ステップＳ５：Ｎｏ）、ステップＳ２で設定車速は第１の車速のまま維持される。

ステップＳ５で自車両１０が追越車線３から走行車線２に車線変更した場合には（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６で、設定車速を第１の車速から追従走行した際の第２の車速に変更する。

以上説明したように、追越車線３で自車両１０が先行車両１００に追従走行を実行中に、自車両１０が追越車線３から走行車線２に車線変更すると共に、走行車線２に先行車両がいない場合に、ＡＣＣの設定車速を予め設定した第１の車速から先行車両１００に追従する第２の車速に変更して、走行車線２を第２の車速で走行させることで、運転者が設定車速の変更やＡＣＣの解除及び再設定等の操作を行う必要がなく、追越車線３を走行する先行車両１００を、自車両１０が走行車線２を走行して追い抜く又は追い越すのを容易に且つ確実に防止することができる。したがって、車線変更時に運転者の煩雑な操作が不要となると共に、車線変更時に周囲への警戒が疎かになるのを抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態１では、速度制限モードでは、ＡＣＣの設定車速を第１の車速から第２の車速に変更するようにしたが、特にこれに限定されず、設定車速を第２の車速よりも遅い車速に変更するようにしてもよい。これにより、さらに確実に追越車線３を走行する先行車両１００を、走行車線２を走行して追い抜く又は追い越すのを抑制することができる。

また、速度制御手段を構成する走行制御ＥＣＵ２０は、速度制限モードで設定車速を第１の車速から第２の車速以下に変更した後、車線変更検出手段である単眼カメラ３２が、走行車線２から追越車線３への車線変更を検出したら、ＡＣＣの設定車速を第１の車速に戻すように変更してもよい。これにより、例えば、追越車線で追従走行（追従モード）を実行中に、後続車両に一時的に車線を譲る場合など、一時的に走行車線２に車線変更した後、直ちに追越車線３に戻る場合などに、運転者がＡＣＣの設定車速を第１の車速に再設定することやＡＣＣの解除及び再設定を行う必要がなく、煩雑な操作が不要になると共に車線変更時に周囲への警戒が疎かになるのを抑制することができる。

１…道路、２…走行車線、３…追越車線、１０…車両（自車両）、２０…走行制御ＥＣＵ、２１…駆動系ＥＣＵ、２２…制動系ＥＣＵ、３０…車速センサー、３１…ミリ波レーダー、３２…単眼カメラ、３３…操作レバー、３４…メインスイッチ、３５…車速設定スイッチ、４０…エンジンセンサー、４１…エンジンアクチュエーター、４２…ブレーキセンサー、４３…ブレーキアクチュエーター、５０…エンジン、５１…トランスミッション、５２…ブレーキ、１００…先行車両

Claims (5)

1. 自車両に搭載されて、当該自車両と先行車両との車両間隔を維持して車速を制御する車両用走行制御装置であって、
   自車両の車速が設定された第１の車速となるように自車両の駆動力及び制動力を制御する速度制御手段と、
   先行車両を検出する先行車両検出手段と、
   自車両の車線変更を検出する車線変更検出手段と、
   を具備し、
   前記速度制御手段は、前記先行車両検出手段が、自車両と同一車線で前記第１の車速より遅い第２の車速で走行している先行車両を検出した際に、自車両を前記第２の車速で先行車両を追従させる追従モードを実行し、
   前記速度制御手段は、前記追従モードを実行中に、前記車線変更検出手段が追越車線から走行車線への変更を検出すると共に、走行車線において前記先行車両検出手段が先行車両を検出していない場合には、自車両の車速を第２の車速以下に制御する速度制限モードを実行することを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 前記速度制御手段は、前記速度制限モードでは、自車両の車速を前記第２の車速よりも遅くするように制御することを特徴とする請求項１記載の車両用走行制御装置。
3. 前記車線変更検出手段は、自車両が走行している車線の検出と、方向指示器の操作の検出と、に基づいて追越車線から走行車線への車線変更を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用走行制御装置。
4. 前記速度制御手段は、前記速度制限モードでは、設定車速を前記第１の車速から前記第２の車速以下に変更することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車両用走行制御装置。
5. 前記速度制御手段は、前記速度制限モードを実行中に、前記車線変更検出手段が走行車線から追越車線への車線変更を検出した場合には、設定車速を前記第１の車速に変更することを特徴とする請求項４記載の車両用走行制御装置。