特開 2024-40849 車両制御装置

(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】P2024040849

(43)【公開日】2024-03-26

(54)【発明の名称】車両制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/08 20120101AFI20240318BHJP

   B60W 40/068 20120101ALI20240318BHJP

【ＦＩ】

B60W30/08

B60W40/068

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022145476

(22)【出願日】2022-09-13

(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】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】筒井 隆

【テーマコード（参考）】

3D241

【Ｆターム（参考）】

3D241BA33

3D241BA49

3D241BB40

3D241BC01

3D241CD11

3D241CD16

3D241CE05

3D241DB02B

3D241DB02Z

3D241DB20A

3D241DB20Z

3D241DB26Z

3D241DC42B

3D241DC42Z

3D241DC47B

3D241DC47Z

3D241DC50B

(57)【要約】

【課題】乗員の安心感を向上させることが可能な車両制御装置を得ること。
【解決手段】車両１０の目標速度を算出する目標速度設定部１２６ｆを備えた車両制御装置１００であって、目標速度算出部は、車両の外界センサ２０のセンシング範囲の外縁までの車両の目標経路ＴＲの経路長ｌ_１と路面の摩擦係数とを用いて外縁ＳＲ_ｐの手前の停止位置で車両を停車可能な第１速度Ｖ_１を算出し、目標経路を複数に区画した各区間の道路幅ｗ_ｉと摩擦係数に応じて第２速度Ｖ_２を設定し、第１速度と第２速度のうち最小の速度を選択して目標速度Ｖ_ｔｇｔに設定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の目標速度を算出する目標速度算出部を備えた車両制御装置であって、
前記目標速度算出部は、
前記車両の外界センサのセンシング範囲の外縁までの前記車両の目標経路の経路長と路面の摩擦係数とを用いて前記外縁の手前の停止位置で前記車両を停車可能な第１速度を算出する第１速度算出部と、
前記目標経路を複数に区画した各区間の道路幅と前記摩擦係数に応じて第２速度を算出する第２速度算出部と、
前記第１速度と前記第２速度のうち最小の速度を選択して前記目標速度に設定する目標速度設定部と、を含むことを特徴とする車両制御装置。

【請求項2】

前記目標速度算出部は、
前記道路幅を制限している物体の高さに応じて前記第２速度を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記目標速度算出部は、
前記道路幅を制限している物体の高さが高くなるに応じて前記第２速度を低下させる補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から車両と路側物との間隔に従って車両の前後運動を制御する技術に関する発明が知られている（下記特許文献１）。特許文献１に記載された走行制御装置は、車両の進行方向前方の側方物体若しくは道路端と前記車両との間のクリアランス又は前記車両の進行方向前方の車線幅が小さいとき、前記加速度が、前記クリアランス又は前記車線幅が大きいときに比して、低く設定される手段を含む装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2021-054345号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の技術では、加速度または減速度を制限することができるが、目標車速そのものを一意に決めることができない。また、自動運転や運転支援における将来の目標速度プロファイルを決めることができない。

【0005】

これらの課題を解決するためには、前方の道路状況を判断できる範囲がリアルタイムで把握できる前提で、状況に応じて具体的に目標車速を決める手段が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する本発明の車両制御装置は、車両の目標速度を算出する目標速度算出部を備えた車両制御装置であって、前記目標速度算出部は、前記車両の外界センサのセンシング範囲の外縁までの前記車両の目標経路の経路長と路面の摩擦係数とを用いて前記外縁の手前の停止位置で前記車両を停車可能な第１速度を算出する第１速度算出部と、前記目標経路を複数に区画した各区間の道路幅と前記摩擦係数に応じて第２速度を算出する第２速度算出部と、前記第１速度と前記第２速度のうち最小の速度を選択して前記目標速度に設定する目標速度設定部と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、乗員に恐怖感や違和感を与えない車速を設定することができ、乗員の安心感を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る車両制御装置の一実施形態を示す車両の概略図。

【図2】図１に示す車両のブロック図。

【図3】図２に示す走行計画部のブロック図。

【図4】図３に示す目標速度算出部の処理の一例を示すフロー図。

【図5】図４に示すセンシング範囲を特定する処理を説明する車両の平面図。

【図6】図４に示すセンシング範囲を特定する処理を説明する車両の平面図。

【図7】図４に示すセンシング範囲を特定する処理を説明する車両の平面図。

【図8】図４に示すセンシング範囲を特定する処理を説明する車両の平面図。

【図9】図４に示すセンシング範囲を特定する処理を説明する車両の平面図。

【図10】図４に示す目標経路を取得する処理から目標速度を出力する処理の説明図。

【図11】図４に示す各々の第２速度を算出する処理を説明する平面図。

【図12】値ｗの定義例を説明する図。

【図13】関数ｆ（ｗ_ｉ）の具体例を示す図。

【図14】式（１）を示す図。

【図15】式（２）を示す図。

【図16】式（３）を示す図。

【図17】式（４）を示す図。

【図18】式（５）を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明に係る車両制御装置の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る車両制御装置の一実施形態を示す車両１０の概略図である。図２は、図１に示す車両１０のブロック図である。

【0010】

車両１０は、自動運転機能または運転支援機能を有する自動車である。車両１０は、たとえば、動力源１１と、車輪１２と、ステアリングホイール１３と、パワーステアリング１４と、シフトレバー１５と、アクセルペダル１６と、ブレーキペダル１７と、ブレーキキャリパ１８と、ハイドロリックユニット１９と、を備えている。また、車両１０は、たとえば、外界センサ２０と、車両センサ３０と、通信ユニット４０と、ＧＮＳＳ受信機５０と、地図データ６０と、車両制御装置１００と、を備えている。以下、車両１０の各部の構成を詳細に説明する。

【0011】

動力源１１は、たとえば、エンジンとモータの少なくとも一方であり、トランスミッションを介して車輪１２を駆動させる。車輪１２は、車両１０の接地部であるタイヤを有している。車両１０の接地部である車輪１２のタイヤと、車両１０が走行する路面との間の摩擦係数μは、たとえば、路面の状態や気象条件によって変化する。ステアリングホイール１３は、手動運転時に車両１０の乗員であるドライバーによって操作される。パワーステアリング１４は、ステアリングホイール１３の操作に応じた操舵力を発生させる。

【0012】

シフトレバー１５は、たとえば、車両１０の手動運転時に、ドライバーよって、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｐ」、「Ｒ」など、トランスミッションの状態を切り換える操作に用いられる。アクセルペダル１６は、たとえば、車両１０の手動運転時に、ドライバーが操作量を増減させることで、動力源１１から出力される駆動力を増減させる。ブレーキペダル１７は、たとえば、車両１０の手動運転時に、ドライバーが操作量を増減させることで、ハイドロリックユニット１９を介してブレーキキャリパ１８が発生する制動力を増減させる。

【0013】

外界センサ２０は、車両１０の周囲の外界情報を取得するセンサである。外界センサ２０は、たとえば、単眼カメラ２１と、ステレオカメラ２２と、ミリ波レーダー２３と、レーザーレーダー２４と、ソナーセンサ２５とを備えている。外界センサ２０は、これらのセンサにより、外界情報として、たとえば、車両１０から物体までの距離および方向や、車両１０に対する物体の相対速度などを取得する。

【0014】

なお、外界センサ２０は、少なくともステレオカメラ２２を備えていれば、後述する車両制御装置１００の目標速度算出部１２６による目標速度Ｖ_ｔｇｔの算出を行うことが可能である。すなわち、外界センサ２０は、たとえば、単眼カメラ２１、ミリ波レーダー２３、レーザーレーダー２４、または、ソナーセンサ２５のいずれか一つ以上を有しなくてもよい。

【0015】

車両センサ３０は、車両１０の速度を含む走行情報を取得するセンサである。車両センサ３０は、たとえば、操舵角センサ３１と、ジャイロセンサ３２と、加速度センサ３３と、速度センサ３４とを含む。すなわち、車両センサ３０は、たとえば、これらのセンサによって、操舵角や、ロール・ピッチ・ヨーの角速度や、車両１０の前後方向の加速度および減速度や、車両１０の横方向の横加速度や、車両１０の速度などを含む、車両１０の走行情報を取得する。なお、速度センサ３４としては、たとえば、車輪速センサを用いることができる。

【0016】

通信ユニット４０は、たとえば、無線通信回線およびインターネット回線を介して、道路管理者などの外部のサーバに接続され、道路情報、気象情報、路面状況などの各種の情報を取得して、車両制御装置１００へ入力する。また、通信ユニット４０は、たとえば、車両制御装置１００から出力された情報を、無線通信回線を介して外部へ送信することができる。また、通信ユニット４０は、たとえば、路上や車両１０の外部のインフラストラクチャに設置されたセンサによって検出された情報を受信して、車両制御装置１００に入力することも可能である。

【0017】

ＧＮＳＳ受信機５０は、複数の測位衛星からの電波を受信して車両１０の位置情報を取得して、車両制御装置１００へ入力する。地図データ６０は、たとえば、車両１０に搭載された記憶装置に記憶され、車両１０の位置情報に基づく地図情報を車両制御装置１００へ入力する。なお、地図データ６０は、必ずしも車両１０に搭載された記憶装置に記憶されていなくてもよく、たとえば、通信ユニット４０を介して外部から受信してもよい。

【0018】

車両制御装置１００は、たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、プログラム、タイマー、入出力部などを備えたマイクロコンピュータによって構成された電子制御装置である。車両制御装置１００は、たとえば、外界認識部１１０と、走行計画部１２０と、走行制御部１３０と、ブレーキ制御部１４０と、操舵制御部１５０と、駆動力制御部１６０と、を備えている。これら車両制御装置１００の各部は、それぞれ、マイクロコンピュータによって構成されていてもよく、二以上が一つのマイクロコンピュータに統合されていてもよい。また、車両制御装置１００の各部は、たとえば、ＣＰＵによってプログラムを実行することで実現される車両制御装置１００の機能を表している場合もある。

【0019】

外界認識部１１０は、たとえば、センサフュージョンコントローラであり、外界センサ２０から外界情報を取得して物体を認識する。外界認識部１１０は、たとえば、単眼カメラ２１、ステレオカメラ２２、ミリ波レーダー２３、レーザーレーダー２４、ソナーセンサ２５など、外界センサ２０の複数のセンサから取得した情報の統合や取捨選択を行って車両１０の自動運転に必要な信頼性を確保する。また、外界認識部１１０は、外界センサ２０から取得した外界情報に基づく物体の認識結果を、適切なフォーマットで走行計画部１２０へ出力する。

【0020】

図３は、図２に示す走行計画部１２０のブロック図である。走行計画部１２０は、たとえば、車両センサ３０から車両１０の速度を含む走行情報を取得し、外界認識部１１０から物体の認識結果を取得して、車両１０の走行計画を生成する。走行計画部１２０は、たとえば、自己位置推定部１２１と、目標経路算出部１２２と、車線維持走行部１２３と、障害回避部１２４と、摩擦係数取得部１２５と、目標速度算出部１２６と、道路幅算出部１２８と、を有している。なお、走行計画部１２０は、少なくとも目標速度算出部１２６を有していれば、後述する目標速度Ｖ_ｔｇｔの算出を行うことが可能である。

【0021】

自己位置推定部１２１は、たとえば、ＧＮＳＳ受信機５０から入力された車両１０の位置情報と、地図データ６０から取得した車両１０の周囲の地図情報に基づいて、車両１０の位置を推定し、推定した車両１０の位置を目標速度算出部１２６へ出力する。また、自己位置推定部１２１は、ＧＮＳＳ受信機５０から入力された車両１０の位置情報と、地図データ６０から取得した地図情報に加えて、車両センサ３０の検出結果に基づいて車両１０の位置を推定してもよい。

【0022】

目標経路算出部１２２は、たとえば、自己位置推定部１２１によって推定された車両１０の位置と、車両１０の乗員によって設定された車両１０の目的地と、地図データ６０から取得した地図情報とに基づいて、車両１０の目標経路を算出する。

【0023】

車線維持走行部１２３は、たとえば、車両１０の自動運転を行う場合に、車両１０の運転者のステアリング操作を必要とすることなく、同一の車線を維持して車両１０を走行させるための制御量を算出する。

【0024】

障害回避部１２４は、たとえば、外界認識部１１０の認識結果に基づいて、車両１０の目標経路に存在する障害物を回避するための車両１０の走行経路を算出する。自己位置推定部１２１、目標経路算出部１２２、車線維持走行部１２３、および障害回避部１２４の推定結果および算出結果は、たとえば、目標速度算出部１２６および走行制御部１３０へ出力される。

【0025】

摩擦係数取得部１２５は、たとえば、車両１０の接地部であるタイヤと、車両１０が走行する路面との間の摩擦係数μを取得する。摩擦係数取得部１２５による摩擦係数μの取得方法は、特に限定されない。摩擦係数取得部１２５は、摩擦係数μを、たとえば、タイヤのトレッドの振動挙動に基づいて推定したり、車両１０の横加速度およびヨー角速度に基づいて推定したり、車輪１２のスリップ角と車両１０の横加速度から推定するなど、公知の方法によって取得することができる。摩擦係数取得部１２５は、取得した摩擦係数μを目標速度算出部１２６へ出力する。

【0026】

道路幅算出部１２８は、たとえば、図１１の各区間Ｓ_１～Ｓ_６において、図１２に例示されるように定義される値ｗを、外界認識部１１０から得られる障害物情報や車線情報に基づいて道路幅ｗ_ｉとして算出する。

【0027】

図１２は、値ｗの定義例を説明する図である。図１２（１）は、車両１０が通過する左右の障害物２００Ｌと２００Ｒとの間の距離をｗと定義し、図１２（２）は、車両１０の中心線から左右の障害物２００Ｌと２００Ｒまでのそれぞれの距離のうち短い方をｗとして定義する。そして、図１２（３）は、車両１０の側面と左右の障害物２００Ｌ、２００Ｒとのそれぞれの距離のうち短い方をｗとして定義し、図１２（４）は、車両１０の側面から左右の障害物２００Ｌ、２００Ｒまでのそれぞれの距離を合計した大きさをｗとして定義する。

【0028】

目標速度算出部１２６は、目標速度を一定値でなく動的に簡単な方法で算出し続ける機能を有する。目標速度算出部１２６は、たとえば、第１速度算出部１２６ａと、第２速度算出部１２６ｂと、目標速度設定部１２６ｆと、を含んでいる。また、目標速度算出部１２６は、たとえば、法定速度取得部１２６ｃ、設定速度取得部１２６ｄ、または、上限速度設定部１２６ｅの少なくとも一つを含むことができる。図３に示す目標速度算出部１２６の各部は、たとえば、ＣＰＵによってプログラムを実行することによって実現される目標速度算出部１２６の各機能を示している。

【0029】

図４は、図３に示す目標速度算出部１２６の処理の一例を示すフロー図である。図５から図９は、図４に示すセンシング範囲を特定する処理Ｐ１を説明する車両１０の平面図である。また、図１０は、図４に示す目標経路を取得する処理Ｐ２から目標速度Ｖ_ｔｇｔを出力する処理Ｐ８までを説明する平面図である。図１１は、図４に示す各々の第２速度Ｖ_２ｉを算出する処理Ｐ５を説明する平面図である。

【0030】

目標速度算出部１２６は、図４に示す処理を開始すると、まず、外界センサ２０のセンシング範囲を特定する処理Ｐ１を実行する。この処理Ｐ１において、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、以下に説明するように、外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲを特定する。なお、外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲを特定する機能は、たとえば、センシング範囲特定部として、第１速度算出部１２６ａから独立させて設けることも可能である。この場合、センシング範囲特定部は、たとえば、目標速度算出部１２６の内部、走行計画部１２０の内部、または、外界認識部１１０の内部に設けることができる。

【0031】

第１速度算出部１２６ａは、たとえば、単眼カメラ２１、ステレオカメラ２２、ミリ波レーダー２３、レーザーレーダー２４、ソナーセンサ２５などの仕様に基づく物体の検出可能範囲を、センシング範囲ＳＲとして特定する。このような外界センサ２０の仕様に基づく物体の検出可能範囲は、たとえば、あらかじめ走行計画部１２０のメモリに記憶されている。

【0032】

具体的には、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、図５および図６に示すように、車両１０に搭載された外界センサ２０を構成する各センサの検出可能距離Ｄ、各センサの画角などの検出可能角度α、および重複する検出可能範囲に基づいて、センシング範囲ＳＲを特定する。

【0033】

また、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、図７に示すように、気象条件に応じて、単眼カメラ２１またはステレオカメラ２２の縮小または拡大されたセンシング範囲ＳＲを特定してもよい。この場合、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、ワイパースイッチの状態（弱、中、強）や、単眼カメラ２１やステレオカメラ２２の画像、または、通信ユニット４０を介して受信する気象情報に基づいて、降雨量、降雪量、または霧の濃度を取得することができる。

【0034】

より具体的には、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、降雨量、降雪量、霧の濃度などの気象条件にしきい値を設定し、しきい値を超えた場合に、その前までのセンシング範囲ＳＲよりも縮小されたセンシング範囲ＳＲを特定する。図７に示す例において、第１速度算出部１２６ａは、降雨量、降雪量、または霧の濃度が第１のしきい値を超えるまでは、最も拡大された検出可能距離Ｄ_０のセンシング範囲ＳＲ_０を特定する。

【0035】

また、図７に示す例において、第１速度算出部１２６ａは、降雨量、降雪量、または霧の濃度が第１のしきい値を超え、かつ第２のしきい値を超えるまでは、その前までのセンシング範囲ＳＲ_０よりも縮小された検出可能距離Ｄ_１のセンシング範囲ＳＲ_１を特定する。さらに、第１速度算出部１２６ａは、降雨量、降雪量、または霧の濃度が第１のしきい値を超え、かつ第２のしきい値を超えると、その前までのセンシング範囲ＳＲ_１よりも縮小された検出可能距離Ｄ_２のセンシング範囲ＳＲ_２を特定する。

【0036】

また、図８に示す例のように、夜間や照明が設置されていないトンネル内など、明るさが所定のしきい値を下回ると、第１速度算出部１２６ａは、その前までのセンシング範囲ＳＲ_０よりも縮小された前照灯の照射範囲に対応するセンシング範囲ＳＲ_３を特定する。また、図９に示す例のように、たとえば、対向車２０１やガードレール２００、または建造物等の障害物２００によって外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲに死角ＢＡが生じている場合には、目標速度算出部１２６は、その死角ＢＡが除外されたセンシング範囲ＳＲを特定する。

【0037】

次に、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、図４および図１０に示すように、目標経路ＴＲを取得する処理Ｐ２を実行する。この目標経路ＴＲは、前述のように、たとえば、目標経路算出部１２２によって算出されて目標速度算出部１２６へ入力され、第１速度算出部１２６ａによって取得される。

【0038】

次に、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、図４および図１０に示すように、センシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐまでの目標経路ＴＲの経路長ｌ_１を算出する処理Ｐ３を実行する。この処理Ｐ３において、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、前述の処理Ｐ１で特定したセンシング範囲ＳＲと、前述の処理Ｐ２で取得した目標経路ＴＲとに基づいて、センシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐまでの車両１０の目標経路ＴＲの経路長ｌ_１を算出する。

【0039】

次に、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、図４に示すように、第１速度Ｖ_１を算出する処理Ｐ４を実行する。この処理Ｐ４において、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、前述の処理Ｐ３で算出したセンシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐまでの目標経路ＴＲの経路長ｌ_１と摩擦係数取得部１２５から取得した路面の摩擦係数μを用いて、車両１０の上限減速度ｇ_１を算出する。この上限減速度ｇ_１は、たとえば、車両１０が走行する路面の摩擦係数μに基づいて算出され、さらに安全率が乗じられた、車両１０の緊急停止時の上限減速度である。

【0040】

そして、第１速度算出部１２６ａは、たとえば、図１４に示す式（１）により、センシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐの手前の停止位置において車両１０を停車可能な、第１速度Ｖ_１を算出する。この第１速度Ｖ_１は、目標経路ＴＲに沿って走行する車両１０が、上限減速度ｇ_１を超えない減速度で、外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐよりも手前の停止位置で停車可能な速度である。

【0041】

次に、第２速度算出部１２６ｂは、目標経路ＴＲを複数に区画した各区間Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，・・・，Ｓ_ｉの道路幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３，・・・，ｗ_ｉと車両１０が走行する路面の摩擦係数μとに応じて第２速度Ｖ_２を算出する。第２速度算出部１２６ｂは、たとえば、図１５に示す式（２）を用いて、センシング範囲ＳＲに含まれる目標経路ＴＲの各々の区間Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，・・・，Ｓ_ｉを走行する時の車両１０の第２速度Ｖ_２１，Ｖ_２２，Ｖ_２３，・・・，Ｖ_２ｉを算出する。なお、式（２）において、ｌ_２１，ｌ_２２，ｌ_２３，・・・，ｌ_２ｉは、図１１に示すように、車両１０から各々の分割区間の進入位置までの経路長である。

【0042】

図１５に示す式（２）の各々の第２速度Ｖ_２１，Ｖ_２２，Ｖ_２３，・・・，Ｖ_２ｉは、図１１に示すように、各々の区間Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，．．．，Ｓ_ｉの進入位置までに上限減速度ｇ_２で減速することができ、かつ、各々の区間の道路幅に応じ乗員が安心感を持って通過できる速度である。すなわち、第２速度算出部１２６ｂは、たとえば、上記の各区間Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，・・・，Ｓ_ｉまでに、所定の上限減速度ｇ_２を超えない減速度で車両１０が減速可能な第２速度Ｖ_２１，Ｖ_２２，Ｖ_２３，・・・，Ｖ_２ｉを算出する。道路幅は、車両１０が通過可能な路面の幅であり、電柱や路上駐車の車両等の存在により変化する。例えば、路上駐車の車両により道路幅ｗ_ｉが狭くなっている区間の第２速度Ｖ_２は、乗員が安心感を持って通過できるように他の区間の第２速度Ｖ_２よりも低い速度となる。

【0043】

図１６に示す式（３）のｆ（ｗ_ｉ）は、ｆ（μ）は各分割区間Ｓ_ｉにおける道路幅ｗ_ｉから通過可能車速ｕ_ｉを一意に求めることができる関数である。道路幅ｗ_ｉが狭くなるに応じて通過可能車速ｕ_ｉも低くなるように設定されている。道路幅ｗ_ｉは、道路幅算出部１２８で得られたものを用いる。式（３）の通過可能車速ｕ_ｉは、各地点での通行可能な道路幅ｗ_ｉより一意に決まる関数ｆ（ｗ_ｉ）と、摩擦係数によって決まる倍率ｆ（μ）により決まる。道路幅ｗ_ｉは道路幅算出部１２８より与えられ、摩擦係数μは摩擦係数取得部１２５より与えられる。

【0044】

図１３は、関数ｆ（ｗ_ｉ）の具体例を示す図である。
関数ｆ（ｗ_ｉ）は、たとえば図１３（１）に示すように、道路幅ｗ_ｉに比例するものであっても良いし、図１３（２）のように道路幅ｗ_ｉから２次元テーブル引きで求めるものであっても良い。ｆ（μ）も同様に摩擦係数μに比例するものであっても良いし、摩擦係数μから２次元テーブル引きで求めるものであっても良い。

【0045】

次に、第２速度算出部１２６ｂは、図４に示すように、最小の第２速度Ｖ_２を選定する処理Ｐ６を実行する。この処理Ｐ６において、第２速度算出部１２６ｂは、たとえば、図１７に示す式（４）を用いて、算出した複数の第２速度Ｖ_２１，Ｖ_２２，Ｖ_２３，・・・，Ｖ_２ｉのうち、最小の速度を第２速度Ｖ_２に設定する。これにより、第２速度Ｖ_２を、センシング範囲ＳＲに含まれる目標経路ＴＲの全体を車両１０がトレース可能な速度に設定することができる。

【0046】

第２速度算出部１２６ｂは、目標経路ＴＲの道路幅を制限している障害物２００等の物体の高さ情報に応じて第２速度Ｖ_２を補正する。物体の高さ情報は、外界センサ２０によって検出した情報を用いることができる。例えば、道路幅を制限している物体がラインマーカのような高さが低い物体である場合には第２速度Ｖ_２の補正はしないが、大型トラックや高い壁のような高さが高い物体である場合には、第２速度Ｖ_２に速度を低下させる係数をかけて補正する。第２速度算出部１２６ｂは、物体の高さが高くなるに応じて漸次第２速度Ｖ_２を低下させる補正を行ってもよい。

【0047】

次に、目標速度設定部１２６ｆは、目標速度Ｖ_ｔｇｔを算出する処理Ｐ７を実行する。この処理Ｐ７において、目標速度設定部１２６ｆは、たとえば、図１８に示す式（５）を用いて、第１速度Ｖ_１と第２速度Ｖ_２のうち、最小の速度を選択して目標速度Ｖ_ｔｇｔに設定する。これにより、目標速度Ｖ_ｔｇｔを、外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐの手前の停止位置で車両１０を停車可能で、かつ、乗員が道路幅に対して不安を感じない速度に設定することができる。

【0048】

法定速度取得部１２６ｃは、目標経路ＴＲの法定速度を取得して、目標速度設定部１２６ｆに提供する。目標速度設定部１２６ｆは、第１速度Ｖ_１と第２速度Ｖ_２と法定速度のうち、最小の速度を選択して目標速度Ｖ_ｔｇｔに設定するので、目標速度が法定速度を超過した値に設定されるのを防止することができる。なお、法定速度取得部１２６ｃは、目標経路ＴＲの法定速度を、たとえば、地図データ６０から取得してもよく、外界認識部１１０による道路標識の認識結果に基づいて取得してもよい。

【0049】

設定速度取得部１２６ｄは、車両１０の乗員が設定する設定速度を取得して、目標速度設定部１２６ｆに提供する。目標速度設定部１２６ｆは、第１速度Ｖ_１と第２速度Ｖ_２と設定速度のうち、最小の速度を選択して目標速度Ｖ_ｔｇｔに設定するので、目標速度が設定速度を超過した値に設定されるのを防止することができる。なお、設定速度取得部１２６ｄは、車両１０の乗員による設定速度を、たとえば、車両１０に搭載されたタッチパネルなどの入力装置から取得してもよく、車両１０に搭載されたマイクと乗員の音声を認識する音声認識部によって取得してもよい。

【0050】

上限速度設定部１２６ｅは、目標経路ＴＲの道路幅に応じて上限速度を設定する。この場合、目標速度設定部１２６ｆは、第１速度Ｖ_１と第２速度Ｖ_２と上限速度のうち、最小の速度を選択して目標速度Ｖ_ｔｇｔに設定するので、目標速度が上限速度を超過した値に設定されるのを防止することができ、車両１０の安全性を向上させることができる。なお、上限速度設定部１２６ｅは、目標経路ＴＲの道路幅を、たとえば、地図データ６０から取得してもよく、外界認識部１１０による道路標識の認識結果に基づいて取得してもよい。

【0051】

次に、走行計画部１２０は、前述のように目標速度算出部１２６によって算出および設定された目標速度Ｖ_ｔｇｔを、たとえば、図２に示す走行制御部１３０へ出力する処理Ｐ８を実行する。ここで、走行計画部１２０は、たとえば、目標速度Ｖ_ｔｇｔとともに目標経路ＴＲを走行制御部１３０へ出力する。走行制御部１３０は、走行計画部１２０から入力された目標速度Ｖ_ｔｇｔと目標経路ＴＲに基づいて、ブレーキ制御部１４０、操舵制御部１５０、および駆動力制御部１６０へ制御指令を出力する。

【0052】

ブレーキ制御部１４０、操舵制御部１５０、および駆動力制御部１６０は、それぞれ、走行制御部１３０から入力された制御指令に基づいて、ハイドロリックユニット１９およびブレーキキャリパ１８、パワーステアリング１４、ならびに動力源１１を制御する。これにより、車両１０の自動運転が可能になる。

【0053】

以下、本実施形態の車両制御装置１００の作用を説明する。
本実施形態の車両制御装置１００は、車両１０の目標速度Ｖ_ｔｇｔを算出する目標速度算出部１２６を備えている。目標速度算出部１２６は、第１速度算出部１２６ａと、第２速度算出部１２６ｂと、目標速度設定部１２６ｆとを含んでいる。第１速度算出部１２６ａは、車両１０の外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲの外縁ＳＲ_ｐまでの車両１０の目標経路ＴＲの経路長ｌ_１と路面の摩擦係数μとを用いて、外縁ＳＲ_ｐの手前の停止位置で車両１０を停車可能な第１速度Ｖ_１を算出する。第２速度算出部１２６ｂは、目標経路中の各区間の道路幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３，・・・，ｗ_ｉと摩擦係数μとを用いて、乗員が道路幅ｗに対して不安を感じない第２速度Ｖ_２を算出する。そして、目標速度設定部１２６ｆは、第１速度Ｖ_１と第２速度Ｖ_２のうち最小の速度を選択して目標速度Ｖ_ｔｇｔに設定する。

【0054】

したがって、車両制御装置１００は、自動運転中に常に適切な目標速度が得られ、センシング範囲ＳＲに含まれる目標経路中に道路幅が狭小な箇所があっても、乗員に不安を感じさせずに走行させることができる。さらに、外界センサ２０のセンシング範囲ＳＲの外に障害が存在する場合でも、車両１０を障害の手前で確実に停車させることができる。車両１０が目標経路ＴＲを走行中に、外界センサ２０によって検出できなかった障害による安全性の低下を抑制しつつ乗員に不安を感じさせない走行が可能な車両制御装置１００を提供することができる。

【0055】

本実施形態の車両制御装置１００によれば、法的な制限速度や一定の目標値とは別に、「先が見えている範囲で何かあっても止まり切れる」「見えている範囲内の全区間の道路幅を元に違和感・恐怖感の無い速度で通過する」という２つの指標をもとに、常に一意に求まる適正な目標速度を実用的に求めることができる。

【0056】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0057】

１０ 車両、２０ 外界センサ、１００ 車両制御装置、１１０ 外界認識部、１２０ 走行計画部、１２２ 目標経路算出部、１２５ 摩擦係数取得部、１２６ 目標速度算出部、１２６ａ 第１速度算出部、１２６ｂ 第２速度算出部、１２６ｃ 法定速度取得部、１２６ｄ 設定速度取得部、１２６ｅ 上限速度設定部、１２６ｆ 目標速度設定部、１２８ 道路幅算出部、１３０ 走行制御部、ｇ_１ 上限減速度、ｇ_２ 上限減速度、ｌ_１ 経路長、Ｖ_ｔｇｔ 目標速度、ＳＲ センシング範囲、ＳＲ_ｐ 外縁、ＴＲ 目標経路、Ｖ_１ 第１速度、Ｖ_２ 第２速度、μ 摩擦係数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】