特開 2023-179200 車両運動制御装置、および、車両運動制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179200

(43)【公開日】2023-12-19

(54)【発明の名称】車両運動制御装置、および、車両運動制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/09 20120101AFI20231212BHJP

   B60W 30/10 20060101ALI20231212BHJP

   B60W 60/00 20200101ALI20231212BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

B60W30/09

B60W30/10

B60W60/00

G08G1/16 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092359

(22)【出願日】2022-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】奈須 真吾

(72)【発明者】

【氏名】上野 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 信治

【テーマコード（参考）】

3D241

5H181

【Ｆターム（参考）】

3D241BA11

3D241BA33

3D241BA51

3D241BC01

3D241BC02

3D241CC01

3D241CC08

3D241CC17

3D241CE02

3D241CE03

3D241CE04

3D241CE05

3D241DB01Z

3D241DB02Z

3D241DB05Z

3D241DB06Z

3D241DB20Z

3D241DC25Z

3D241DC31Z

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3D241DC39Z

3D241DC59Z

5H181AA01

5H181BB04

5H181CC03

5H181CC04

5H181CC12

5H181CC14

5H181FF04

5H181FF05

5H181LL01

5H181LL02

5H181LL04

5H181LL09

5H181LL15

(57)【要約】

【課題】 自車両の減速要因発生時に車両揺れを抑える車両運動制御装置を提供する。
【解決手段】 曲がりを含む自車両の走行経路に基づいて第１目標速度・加速度を算出する第１目標速度・加速度算出部と、前記走行経路を曲げる要因以外の他の要因に基づいて第２目標速度・加速度を算出する第２目標速度・加速度算出部と、自車両の走行時の指令値である第３目標速度・加速度を算出する第３目標速度・加速度算出部と、を備え、前記第３目標速度・加速度算出部は、前記第１目標速度・加速度と前記第２目標速度・加速度に基づいて、前記他の要因に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画、または、前記他の要因に基づいて決定される所定の位置に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画を生成し、前記速度・加速度計画の評価結果に基づいて、前記第３目標速度・加速度の算出方法を変更する車両運動制御装置。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

曲がりを含む自車両の走行経路に基づいて第１目標速度・加速度を算出する第１目標速度・加速度算出部と、
前記走行経路を曲げる要因以外の他の要因に基づいて第２目標速度・加速度を算出する第２目標速度・加速度算出部と、
自車両の走行時の指令値である第３目標速度・加速度を算出する第３目標速度・加速度算出部と、を備え、
前記第３目標速度・加速度算出部は、
前記第１目標速度・加速度と前記第２目標速度・加速度に基づいて、前記他の要因に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画、または、前記他の要因に基づいて決定される所定の位置に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画を生成し、
前記速度・加速度計画の評価結果に基づいて、前記第３目標速度・加速度の算出方法を変更することを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両運動制御装置において、
前記他の要因は、自車両の進行方向または自車両周辺にいる移動体、障害物、信号、光、または通信であることを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の車両運動制御装置において、
前記第３目標速度・加速度算出部は、所定の規定値内となるように前記第３目標速度・加速度を算出することを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の車両運動制御装置において、
前記規定値は、車両の乗員や積み荷の質量や大きさや配置や許容できる物理量、車両が走行する経路の状態に基づいて設定されることを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項5】

請求項１または請求項２に記載の車両運動制御装置において、
前記第２目標速度・加速度算出部は、前記他の要因を検知手段で検知した結果、または、前記他の要因との通信によって取得したデータに基づき、前記第２目標速度・加速度を算出することを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項6】

請求項１または請求項２に記載の車両運動制御装置において、
前記第３目標速度・加速度算出部は、前記第２目標速度・加速度の発生が予測され、かつ、前記第１目標速度が前記第２目標速度より大きい場合、第２目標加速度が所定値以下になるように第１目標加速度に前記第２目標加速度を加算して前記第３目標速度・加速度を算出することを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項7】

請求項１または請求項２に記載の車両運動制御装置において、
前記第３目標速度・加速度算出部は、前記第２目標速度・加速度の発生が予測されない場合、または、前記第１目標速度が前記第２目標速度以下の場合、前記第１目標速度・加速度を前記第３目標速度・加速度に設定することを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項8】

請求項１または請求項２に記載の車両運動制御装置は、
上位コントローラから出力されるフラグが処理許可である場合に前記第１～第３目標速度・加速度を算出し、
前記フラグが処理禁止である場合に前記第１～第３目標速度・加速度を算出しないことを特徴とする車両運動制御装置。

【請求項9】

演算装置によって実行される車両運動制御方法であって、
曲がりを含む自車両の走行経路に基づいて第１目標速度・加速度を算出する第１ステップと、
前記走行経路を曲げる要因以外の他の要因に基づいて第２目標速度・加速度を算出する第２ステップと、
前記第１目標速度・加速度と前記第２目標速度・加速度に基づいて、自車両の走行時に使用する第３目標速度・加速度を算出する第３ステップと、を備え、
前記第３ステップでは、
前記他の要因に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画、または、前記他の要因に基づいて決定される所定の位置に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画を生成し、
前記速度・加速度計画の評価結果に基づいて、前記第３目標速度・加速度の算出方法を変更することを特徴とする車両運動制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行経路に応じて車両の運動を制御する車両運動制御装置、および、車両運動制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

運転支援や自動運転に代表される車両運動制御技術の一種として、自車両の走行目標となる走行経路や走行速度といった情報で構成される走行軌道を生成し、その走行軌道に沿って車両が走行するようにパワートレイン、ブレーキ、ステアリングなどを制御する技術が知られている。最も単純な走行速度制御としては、例えば、設定した走行速度を維持する速度維持制御がある。

【0003】

また、より高度な走行速度制御技術としては、特許文献１に開示されるものがある。例えば、同文献の段落００１２には、「先行車検知判定部１１は、車間距離検出装置１からの出力信号に基づいて、自車両の前方を走行している先行車を検出しているか否かを示す信号をカーブ通過目標車速補正部１４および目標車速切替部１５に出力する。追従用目標車速演算部１２は、先行車と自車両との相対的な位置関係に応じた目標車速、すなわち、先行車に追従して走行するための目標車速（第１の目標車速）を演算する。」と記載されており、段落００１３には、「カーブ通過目標車速演算部１３は、自車両前方のカーブ路の形状に基づいて、カーブ路を通過する際の目標車速（第２の目標車速）を演算する。カーブ通過目標車速補正部１４は、カーブ通過目標車速演算部１３によって演算される目標車速に基づいて、カーブ路で先行車をロストした場合の目標車速（第３の目標車速）を演算する。」と記載されている。

【0004】

このように、特許文献１には、カーブ路で先行車を見失った際に、見失う直前の先行車のカーブ路に対する位置および第２の目標車速に基づいて車速制御を行うことで、見失った後に先行車がカーブ路をどのように走行するのか推定し、先行車においていかれるような違和感をドライバに与えるのを抑える走行支援方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－１６２５６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１の走行支援方法は、カーブ路で先行車を見失った際の自車両の目標車速の低下を抑制する技術に留まり、乗員の乗り心地や快適性を改善する技術ではない。従って、特許文献１の技術を利用して、自車両前方のカーブ路の形状に合わせて自車両が単独で走行している状態から、検知した自車両前方を走行している先行車などの移動体に追従して走行する状態へ移行しようとすると、車速低下を補うために加減速の回数が増加したり、車両の挙動が不安定になったりするなど、乗員の乗り心地や快適性を損ねることもあった。

【0007】

そこで、本発明は、カーブ路や車線変更といった曲がりを含む自車走行経路で、先行車追従制御への移行等の自車減速要因が発生した際の、乗員の乗り心地や快適性を改善する車両運動制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した課題を解決するため、本発明の車両運動制御装置は、曲がりを含む自車両の走行経路に基づいて第１目標速度・加速度を算出する第１目標速度・加速度算出部と、前記走行経路を曲げる要因以外の他の要因に基づいて第２目標速度・加速度を算出する第２目標速度・加速度算出部と、自車両の走行時の指令値である第３目標速度・加速度を算出する第３目標速度・加速度算出部と、を備え、前記第３目標速度・加速度算出部は、前記第１目標速度・加速度と前記第２目標速度・加速度に基づいて、前記他の要因に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画、または、前記他の要因に基づいて決定される所定の位置に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画を生成し、前記速度・加速度計画の評価結果に基づいて、前記第３目標速度・加速度の算出方法を変更する車両運動制御装置とした。

【発明の効果】

【0009】

本発明の車両運動制御装置または車両運動制御方法によれば、カーブ路や車線変更といった曲がりを含む自車走行経路で、先行車追従制御への移行等の自車減速要因が発生した際の、乗員の乗り心地や快適性を改善することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により、明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の車載システムの機能ブロック図。

【図2】実施例１の走行軌道生成ユニットの機能ブロック図。

【図3】実施例１の速度計画部の機能ブロック図。

【図4】走行経路の平面図の一例。

【図5】実施例１の速度計画部の処理概要を示すフローチャート。

【図6A】図４の走行経路の走行時に本発明を使用しない場合の物理量グラフの一例。

【図6B】図４の走行経路の走行時にステップＳ６の第３速度・加速度を使用する場合の物理量グラフの一例。

【図6C】図６Ｂの前後加速度の規定値を小さくした場合の物理量グラフの一例。

【図6D】図４の走行経路の走行時にステップＳ７の第３速度・加速度を使用する場合の物理量グラフの一例。

【図7】走行経路の平面図の別例。

【図8A】図７の走行経路の走行時に本発明を使用しない場合の物理量グラフの一例。

【図8B】図７の走行経路の走行時にステップＳ６の第３速度・加速度を使用する場合の物理量グラフの一例。

【図9】実施例２の速度計画部の処理概要を示すフローチャート。

【図10】実施例３の速度計画部の機能ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の車両運動制御装置の実施例を、図面を使用して説明する。なお、以下では、実質的に同一又は類似する構成には同一の符号を付し、重複説明を省略する場合がある。また、周知技術についても、その説明を省略する場合がある。

【実施例0012】

まず、図１から図８Ｂを用い、本発明の実施例１の車両運動制御装置２を説明する。

【0013】

＜車載システム１＞
図１は、本実施例の車両運動制御装置２を有する車載システム１の機能ブロック図である。車載システム１は、自車両に搭載され、運転支援や自動運転などの車両運動制御を実行するためのシステムであり、図示するように、車外通信装置１１、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）１２、地図情報記憶部１３、センサ１４、ＨＭＩ（human machine interface）ユニット１５、車両運動制御装置２、パワートレインシステム６、ブレーキシステム７、ステリングシステム８を有する。以下、順次説明する。

【0014】

＜車両運動制御装置２の情報源群＞
車外通信装置１１は、無線通信により、自車両と他車両の間の車車間通信、又は、自車両と路側機の間の路車間通信を実行し、車両や周辺環境などの情報を、送受信する。

【0015】

ＧＮＳＳ１２は、準天頂衛星やＧＰＳ（Global Positioning System）衛星などの人工衛星から発信される電波を受信し、自車両の位置などの情報を取得する。

【0016】

地図情報記憶部１３は、ナビゲーションシステムなどで使用される一般的な道路情報、道路の幅や道路の曲率などのカーブに関する情報を有する道路情報、路面状況や交通状況などの情報、他車両の走行状態の情報である、車両や周辺環境などの情報を記憶する。なお、車両や周辺環境などの情報は、車外通信装置１１を介して、車車間通信や路車間通信で取得される情報により、逐次更新される。

【0017】

センサ１４は、画像センサ、ミリ波レーダ、ライダーなどの車両や周辺環境などの情報を検出する外界認識センサや、ドライバによる操作、車両の速度、加速度、加加速度、角速度、車輪の操舵角などの情報を検出するセンサである。外界認識センサにより検出する車両や周辺環境などの情報は、例えば、自車両の周辺に存在する障害物、標識、車線境界線、車線外側線、建造物、歩行者、他の車両などの各種物体の情報である。また、センサ１４は、例えば、画像センサが撮像する画像データの白線と路面の輝度との差に基づいて、車線境界線や車線外側線などを認識する。

【0018】

ＨＭＩユニット１５は、走行モードの選択や目的地の設定などのユーザの入力操作により受け付けられる情報、車外通信装置１１、ＧＮＳＳ１２、センサ１４により取得される情報、地図情報記憶部１３に記録される情報から、ユーザが必要とする情報を、ディスプレイに表示し、スピーカから音声案内する。また、ＨＭＩユニット１５は、ユーザに注意喚起する警報を発生する。

【0019】

ここで、走行モードには、例えば、コンフォートモード、エコノミモード、スポーツモードなどがあり、走行モードは、ユーザが任意に設定し、若しくは、ユーザが予め設定し、又は、走行状況情報に基づいて後述の運行管理ユニット３により設定され、自車両の速度、加速度、加加速度、自車両と自車両前方を走行する先行車の間の速度（以下、「相対速度」と称す）と距離（以下、「相対距離」と称す）などが設定される。そのため、運行管理ユニット３の規定値設定部３１は、設定された走行モードに応じて、車両の挙動の規定値を変化させる。なお、走行モードには、移動時間を最短にする最短時間モードや、移動距離を最短にする最短距離モードなどがある。

【0020】

＜車両運動制御装置２＞
車両運動制御装置２は、図１に示すように、運行管理ユニット３、走行軌道生成ユニット４、走行制御ユニット５を有する。この車両運動制御装置２は、具体的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、半導体メモリなどの主記憶装置や補助記憶装置、及び、通信装置などのハードウェアを有し、車両を統括制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、主記憶装置にロードされるプログラムを演算装置で実行することにより、運行管理ユニット３等の様々な機能を実現するものである。なお、本実施例では、説明の都合上、運行管理ユニット３、走行軌道生成ユニット４、走行制御ユニット５は分離した構成を有するが、必ずしも分離した構成を有する必要はなく、これらユニットを実際の車両に使用する場合には、上位のコントローラにより、これらユニットの様々な機能を実現してもよい。

【0021】

運行管理ユニット３は、車外通信装置１１、ＧＮＳＳ１２、センサ１４により取得される情報、地図情報記憶部１３に記録される地図情報に基づいて、自車両の位置の情報、自車両の周辺に存在する各種物体の情報（車両や周辺環境などの位置や速度などの情報）、前後加速度、前後加加速度、横加速度、ヨーレイト、横加加速度といった車両の挙動に関する情報を生成する。また、運行管理ユニット３は、これら自車両の位置の情報、各種物体の情報、車両の挙動に関する情報を、車外通信装置１１を介して、定期的に他の車両や路側機に送信すると共に、地図情報記憶部１３にも送信し、地図情報記憶部１３に記憶される地図情報を逐次更新する。さらに、運行管理ユニット３は、これら自車両の位置の情報、各種物体の情報、車両の挙動に関する情報や、ＨＭＩユニット１５により受け付けられる情報（例えば、走行モードや目的地）に基づいて、車両の現在位置から目的地までの経路の情報を設定する。ここで設定される経路の情報には、運行管理ユニット３の規定値設定部３１が走行モードに応じて設定する、車両の挙動の規定値が含まれる。なお、以下、運行管理ユニット３により、生成される情報や設定される情報を、「走行状況情報」と称する場合がある。

【0022】

走行軌道生成ユニット４は、図２に示すように、情報取得部４１、経路計画部４２、速度計画部４３、情報出力部４４を有する。走行軌道生成ユニット４は、運行管理ユニット３から送信されて情報取得部４１で取得した走行状況情報に基づいて、経路計画部４２では車両が道路を走行する際の走行目標となる経路（以下「経路指令値Ｐ」と称する）を生成する。ここで、経路指令値Ｐは、例えば、センサ１４などで取得した自車両の近傍の情報、または、地図情報記憶部１３などに記録されている遠方の地図情報と前述の近傍の情報を合成した情報、の何れかに基づいて生成した指令値であるが、経路指令値Ｐの生成方法は限定しない。そして、速度計画部４３では、経路指令値Ｐと走行状況情報に基づいて車両が道路を走行する際の走行目標となる速度・加速度（以下「速度・加速度指令値」と称する）を生成し、情報出力部４４では経路指令値Ｐと速度・加速度指令値といった情報で構成される走行軌道を走行制御ユニット５に出力する。なお、速度計画部４３の詳細は後述する。

【0023】

走行制御ユニット５は、走行軌道生成ユニット４から出力される走行軌道に、車両が追従して走行するように、目標駆動力、目標制動力、目標操舵角などを設定し、パワートレインシステム６、ブレーキシステム７、ステアリングシステム８を制御する。

【0024】

＜車両運動制御装置２の制御対象群＞
パワートレインシステム６は、ドライバによる操作や走行制御ユニット５から出力される目標駆動力に基づいて、内燃機関や電動機などにより発生する駆動力を制御する。

【0025】

ブレーキシステム７は、ドライバによる操作や走行制御ユニット５から出力される目標制動力に基づいて、ブレーキキャリパなどにより発生する制動力を制御する。

【0026】

ステアリングシステム８は、ドライバによる操作や走行制御ユニット５から出力される目標操舵角に基づいて、車輪の操舵角を制御する。

【0027】

＜速度計画部４３＞
次に、図３の機能ブロック図を用いて、走行軌道生成ユニット４の速度計画部４３の詳細を説明する。速度計画部４３は、車両の位置や速度、挙動の上限値、経路指令値Ｐなどに基づいて、車両の速度指令値を生成するものであり、図３に示す、情報取得部４３ａ、第１目標速度・加速度算出部４３ｂ、第２目標速度・加速度算出部４３ｃ、第３目標速度・加速度算出部４３ｄ、情報出力部４３ｅを有する。以下、順次説明する。

【0028】

情報取得部４３ａは、運行管理ユニット３から走行状況情報を取得するとともに、経路計画部４２から経路指令値Ｐを取得し、それらを速度計画部４３内の各部に出力する。

【0029】

第１目標速度・加速度算出部４３ｂは、情報取得部４３ａから取得した経路指令値Ｐに基づいて、自車両が経路指令値Ｐを走行する際の目標の速度・加速度（以下「第１目標速度・加速度」と称す）を算出する。

【0030】

第２目標速度・加速度算出部４３ｃは、情報取得部４３ａから取得した経路指令値Ｐを生成する際に経路を曲げる要因以外の経路上にある移動体や障害物といったその他の要因（以下、「その他の要因」と称す）をセンサ１４などの検知手段で検知した結果、または車外通信手段１１などを用いて前記要因との通信によって取得したデータに基づいて、自車両が移動体に追従する際や障害物との衝突を回避する際の目標の速度・加速度（以下「第２目標速度・加速度」と称す）を算出する。ここで、第２目標速度・加速度算出部４３ｃで考慮されるその他の要因は、信号、または太陽光や反射光、ヘッドライトのような光であっても良く、その他の要因の定義を限定しない。

【0031】

第３目標速度・加速度算出部４３ｄは、第１目標速度・加速度と第２目標速度・加速度の発生の有無や大きさ、発生する位置などに基づいて、自車両が経路指令値Ｐを走行する際の指令値となる速度・加速度（以下「第３目標速度・加速度」と称す）を算出する。

【0032】

情報出力部４３ｅは、第３目標速度・加速度算出部４３ｄからの第３目標速度・加速度を速度・加速度指令値として情報出力部４４へ出力する。

【0033】

＜速度計画部４３の処理の一例＞
次に、図４の走行経路を走行する状況下で、速度計画部４３が時々刻々と生成する速度・加速度指令値について、図５から図６Ｄを用いて説明する。

【0034】

図４は、自車両Ｖが走行する走行経路の平面図であり、ある時間において自車両Ｖの走行可能領域Ｒの範囲内に設定された経路指令値Ｐを例示したものである。この走行可能領域Ｒには、左旋回の始点に変曲点Ｈ、終点に変曲点Ｎが存在し、変曲点Ｈまでの区間を直線路Ｓと定義し、変曲点Ｈから変曲点Ｎまでの区間をカーブＣと定義し、変曲点Ｎ以降の区間を直線路Ｍと定義する。また、この走行可能領域ＲのカーブＣには、自車両Ｖの前方を走行する先行車Ｔが存在する。なお、カーブＣは曲がりを含む自車走行経路の一例であり、後述する車両制御は、車線変更中の自車制御に適用しても良いものである。

【0035】

図５は、実施例１の速度計画部４３のフローチャートである。

【0036】

まず、ステップＳ１では、速度計画部４３の情報取得部４３ａは、情報取得部４１から走行状況情報を取得し、経路計画部４２から経路指令値Ｐを取得する。

【0037】

次に、ステップＳ２では、速度計画部４３の第１目標速度・加速度算出部４３ｂは、ステップＳ１で取得した走行状況情報と経路指令値Ｐに基づいて、経路指令値Ｐを自車両Ｖが単独で走行する際に生じる加速度や加加速度が規定値以内になる第１目標速度・加速度を算出する。

【0038】

ステップＳ３では、速度計画部４３の第２目標速度・加速度算出部４３ｃは、ステップＳ１で取得した走行状況情報に基づいて、自車両Ｖが先行車Ｔに追従して走行する際の相対速度や相対距離、加速度、加加速度が規定値以内になる第２目標速度・加速度を生成する。

【0039】

ここで、図６Ａを用い、図４のカーブＣに進入する自車両Ｖが、ステップＳ２で算出した第１目標速度・加速度で単独走行する走行状態から、ステップＳ３で算出した第２目標速度・加速度で遅い先行車Ｔに追従する走行状態へ移行する場合に生じる場合の問題を説明する。なお、図６Ａにおいて、（ａ）は自車両Ｖと先行車Ｔの相対距離の時間変化、（ｂ）は経路指令値Ｐの曲率の時間変化、（ｃ）は自車両Ｖの車速の時間変化、（ｄ）は自車両Ｖの前後加速度の時間変化、（ｅ）は自車両Ｖの横加速度の時間変化、（ｆ）は自車両Ｖの前後加加速度の時間変化、（ｇ）は自車両Ｖの横加加速度の時間変化である。

【0040】

図６Ａ（ｄ）の区間Ｕと区間Ｑから分かるように、図６Ａでは、第１目標加速度による前後加速度の変動と、第２目標加速度による前後加速度の変動が２回連続して生じており、これらが乗員の乗り心地や快適性に悪影響を与えると考えられる。従って、乗員の乗り心地等を改善するには、第１目標加速度から第２目標加速度に直ちに切り替える車両制御は望ましくないことが分かる。そこで、本実施例では、乗員の乗り心地や快適性を改善可能な、第３速度・加速度指令値を算出すべく、下記のステップＳ４からステップＳ７を設けている。

【0041】

まず、ステップＳ４では、速度計画部４３の第３目標速度・加速度算出部４３ｄは、ある種の他の要因（例えば、移動体、障害物、など）に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画、または、別種の他の要因（移動体からのデータ、信号、光、など）に基づいて決定される所定の位置に前記自車両が到達するまでの間の速度・加速度計画が、乗員の乗り心地や快適性を損ねる可能性があるかを評価する。そして、乗り心地や快適性を損ねる可能性があればステップＳ５に進み、そうでなければステップＳ７に進む。

【0042】

具体的には、第３目標速度・加速度算出部４３ｄは、ステップＳ１で取得した走行状況情報と経路指令値Ｐと、ステップＳ２で算出した第１目標速度・加速度と、ステップＳ３で算出した第２目標速度・加速度に基づいて、自車両Ｖが経路指令値Ｐを走行する際に生じる第１目標加速度のピーク同士の間に、または、第１目標加速度のピークと経路指令値Ｐの最終点の間に、第２目標加速度が発生するか否かを判定する。

【0043】

ここで、第１目標加速度のピークとは、例えば、図６Ｂ（ｄ）の区間Ｕに実線で示す第１目標加速度のピークｐ１と、区間Ｗに破線で示す第１目標加速度のピークｐ２である。また、経路指令値Ｐの最終点とは、例えば、図６Ｂ（ｂ）に示す点Ｊである。従って、図６Ｂの例では、第１目標加速度のピークｐ１，ｐ２の間に第２目標加速度が発生する場合、または、第１目標加速度のピークｐ２と経路指令値Ｐの最終点Ｊの間に第２目標加速度が発生する場合は、乗員の乗り心地や快適性を損ねる可能性があると判断し（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５に進み、そうでない場合は、乗員の乗り心地や快適性を損ねる可能性がないと判断し（ステップＳ４、ＮＯ）、ステップＳ７に進む。

【0044】

次に、ステップＳ５では、第３目標速度・加速度算出部４３ｄは、自車両Ｖが経路指令値Ｐを走行する際の速度・加速度計画に含まれる、単独走行用の第１目標速度が、追従走行用の第２目標速度より常に速いかを判定する。そして、第１目標速度が第２目標速度より速い場合、すなわち、自車両Ｖが先行車Ｔに接近する場合（ステップＳ５、ＹＥＳ）はステップＳ６に進み、第１目標速度が第２目標速度以下の場合、すなわち、自車両Ｖが先行車Ｔに接近しない場合（ステップＳ５、ＮＯ）はステップＳ７に進む。

【0045】

ステップＳ６では、第３目標速度・加速度算出部４３ｄは、自車両Ｖが経路指令値Ｐを走行する際に生じる第１目標加速度のピークの間に発生する第２目標加速度が所定値以下になるような第３目標速度・加速度（指令値）を算出する。

【0046】

図６Ｂは、自車両ＶがステップＳ６で生成された第３速度・加速度指令値で走行する場合に生じる自車両Ｖの車両挙動に関する物理量の一例であり、グラフの構成は図６Ａと共通である。なお、図６Ｂ（ｄ）の区間Ｗの破線は、自車両Ｖが経路指令値Ｐを走行する際に生じる第１目標加速度を例示したものである。一方、図６Ｂ（ｄ）の実線は、前後加速度の発生回数を最少化することによって車両振動を抑制するため、図６Ｂ（ｄ）の区間Ｑで生じていた第２目標加速度（図６Ａ（ｄ）参照）が所定値以下、例えばゼロになるように、図６Ａ（ｄ）の第２目標加速度に相当する加速度を区間Ｕの第１目標加速度に加算して算出した、第３目標加速度（指令値）である。なお、図６Ａ（ｄ）と図６Ｂ（ｄ）の比較から分かるように、区間Ｕの加速度ピークの絶対値は、規定値の範囲内で、図６Ａ（ｄ）より図６Ｂ（ｄ）で大きくなっている。

【0047】

この結果、図６Ｂでは、ステップＳ６の速度・加速度指令値の利用により、（ｄ）前後加速度での加速度変動の発生回数が２回から１回に抑制され、さらに（ｄ）前後加速度、（ｅ）横加速度、（ｆ）前後加加速度、（ｇ）横加加速度が規定値内となり、乗員の乗り心地や快適性を十分に確保できる。

【0048】

また、図６Ｃは、自車両ＶがステップＳ６で生成された第３速度・加速度指令値で走行する場合に生じる自車両Ｖの車両挙動に関する物理量の一例であり、グラフの構成は図６Ａなどと共通である。図６Ｃは、図６Ｂより（ｄ）前後加速度の規定値が小さい場合であり、振動を抑制しつつ、（ｄ）前後加速度などを規定値内にするため、ステップＳ６の速度・加速度指令値の利用により、減速時であれば減速開始点を手前（自車両Ｖに近づく方向）に移動させ、加速時であれば加速終了点を奥（自車両Ｖから離れる方向）に移動させることで車両挙動に関する物理量が規定値内になる第３目標速度・加速度を算出し、乗員の乗り心地や快適性を十分に確保できた状況を例示したものである。

【0049】

ステップＳ７では、第３目標速度・加速度算出部４３ｄは、第２目標速度・加速度を考慮する必要が無いため、ステップＳ２で算出した第１目標速度・加速度をそのまま第３目標速度・加速度（指令値）として出力する。

【0050】

図６Ｄは、自車両ＶがステップＳ７で生成された第３速度・加速度指令値で走行する場合に生じる自車両Ｖの車両挙動に関する物理量の一例であり、グラフの構成は図６Ａなどと共通である。図６Ｄは、図４のカーブＣを走行する先行車Ｔの車速が自車両Ｖと同等以上の場合（自車両Ｖが先行車Ｔに追いつかない場合）であり、ステップＳ２で算出した第１目標速度・加速度をそのまま第３目標速度・加速度に設定することで、加減速の発生回数を最小限に抑えつつ、（ｄ）前後加速度などが規定値内となり、乗員の乗り心地や快適性を十分に確保できた状況を例示したものである。

【0051】

最後に、ステップＳ８では、速度計画部４３の情報出力部４３ｅは、ステップＳ６、ステップＳ７の何れかで算出した第３目標速度・加速度を速度・加速度指令値として、走行軌道生成ユニット４の情報出力部４４へ出力する。なお、ステップＳ８で出力する速度・加速度指令値は何れも、車両振動を抑制しつつ、車両挙動に関する物理量を規定値内に収めることができるものであるため、情報出力部４４からの速度指令値を受信する走行制御ユニット５は、乗り心地の良い車両制御を実現するように、パワートレインシステム６、ブレーキシステム７、ステアリングシステム８を制御することができる。

【0052】

＜速度計画部４３の処理の別例＞
次に、図７から図８Ｂを用いて、速度計画部４３の処理の別例を説明する。図７は、自車両Ｖが走行する走行経路の平面図の別例であり、自車両Ｖと先行車Ｔの位置以外は図４と共通である。図４では、走行可能領域Ｒの直線路Ｓを自車両Ｖが走行しており、その前方のカーブＣを先行車Ｔが走行していたが、図７では、走行可能領域ＲのカーブＣを自車両Ｖが走行しており、その前方の直線路Ｍを先行車Ｔが走行している。すなわち、図４に対応する図６Ａ～図６Ｄでは、自車両ＶのカーブＣへの進入時の各物理量の時間変化を例示したが、図７に対応する図８Ａと図８Ｂでは、自車両ＶのカーブＣからの退出時の各物理量の時間変化を例示している。

【0053】

図８Ａは、図７のカーブＣを退出する自車両Ｖが、ステップＳ２で算出した第１目標速度・加速度で単独走行する走行状態から、ステップＳ３で算出した第２目標速度・加速度で遅い先行車Ｔに追従する走行状態へ移行する場合に生じる車両挙動に関する物理量の一例であり、グラフの構成は図６Ａなどと共通である。

【0054】

図８Ａ（ｄ）の区間Ｈと区間Ｎから分かるように、図８Ａでは、第１目標加速度による前後加速度の変動と、第２目標加速度による前後加速度の変動が２回連続して生じており、これらが乗員の乗り心地や快適性に悪影響を与えると考えられる。従って、乗員の乗り心地等を改善するには、第１目標加速度から第２目標加速度に直ちに切り替える車両制御は望ましくないことが分かる。

【0055】

一方、図８Ｂは、自車両ＶがステップＳ６で算出した第３速度・加速度を指令値として走行する場合に生じる、自車両Ｖの車両挙動に関する物理量の一例であり、グラフの構成は図６Ａなどと共通である。

【0056】

図８Ｂの実線は、前後加速度の発生回数を最少化することによって車両振動を抑制するため、区間Ｎで生じていた第２目標加速度（図８Ａ（ｄ）参照）が所定値以下、例えばゼロになるように、図８Ａ（ｄ）の第２目標加速度に相当する加速度を区間Ｈの第１目標加速度に加算して算出した、第３目標加速度（指令値）である。

【0057】

この結果、図８Ｂでは、ステップＳ６の速度・加速度指令値の利用により、（ｄ）前後加速度の発生回数が２回から１回に抑制され、さらに（ｄ）前後加速度、（ｅ）横加速度、（ｆ）前後加加速度、（ｇ）横加加速度が規定値内となり、乗員の乗り心地や快適性を十分に確保できる。

【0058】

このように、図６Ａから図６Ｄ、あるいは、図８Ａ、図８Ｂに例示した本実施例の速度・加速度制御では、カーブ路や車線変更といった曲がりを含む自車両の走行経路に基づいて第１目標速度・加速度を算出、前記走行経路を曲げる要因以外の先行車や信号といった他の要因に基づいて第２目標速度・加速度を算出し、前記第２目標速度・加速度の発生が予測され、かつ前記第１目標速度が前記第２目標速度より大きい場合には、第２目標加速度が所定値以下になるように前記第１目標加速度に前記第２目標加速度を加算して算出した第３の目標速度・加速度を自車両の目標速度・加速度に設定し、前記第２目標速度・加速度の発生が予測されない、または前記第１目標速度が前記第２目標速度以下の場合には、前記第１目標速度・加速度を自車両の目標速度・加速度に設定して加減速の回数を最少化しつつ、車両挙動に関する物理量が規定値内になるまで徐々に前後加速度が生じる範囲を広げることで、振動を極力抑えながら、車両挙動に関する物理量を、乗員の乗り心地や快適性を損なわない規定値以内に収めることができる。

【0059】

以上で説明したように、本実施例の車両制御装置によれば、カーブ路や車線変更といった曲がりを含む自車走行経路で、先行車追従制御への移行等の自車減速要因が発生した際の、乗員の乗り心地や快適性を改善することができる。

【実施例0060】

次に、図９を用いて、本発明の実施例２の車両運動制御装置２を説明する。なお、実施例１との共通点は重複説明を省略する。

【0061】

図９は、実施例２の速度計画部４３のフローチャートである。ここに示す本実施例のフローチャートは、図５に示した実施例１のフローチャートに対して、ステップＳ１とステップＳ２の間に、ステップＳ１Ａを追加したものである。

【0062】

追加されたステップＳ１Ａでは、速度計画部４３は、速度計画部４３より上位のコントローラ（例えば、運行管理ユニット３）で生成されたフラグに基づいて、速度計画部４３で速度・加速度指令値を算出するか否かを判定する。そして、フラグが処理禁止である場合（ステップＳ１Ａ、ＹＥＳ）は処理を終了し、速度計画部４３では、何れの速度・加速度指令値も算出しない。一方、フラグが処理許可である場合（ステップＳ１Ａ、ＮＯ）は、ステップＳ２以降の処理に進み、速度計画部４３は、所望の速度・加速度指令値を算出する。

【0063】

これにより、例えばセンサやシステムの異常検出時等に、上位コントローラによって、速度計画部４３での速度・加速度指令値の算出処理が禁止された場合には、回避性能を重視した上位コントローラの速度・加速度制御に移行させることで、乗り心地の悪化を招くものの障害物などへの衝突を回避できるため、安全性が向上する。