(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-08
(45)【発行日】2024-07-17
(54)【発明の名称】自動速度制御装置、自動速度制御方法及び自動速度制御プログラム
(51)【国際特許分類】
B60W 30/14 20060101AFI20240709BHJP
B60W 40/06 20120101ALI20240709BHJP
B60W 40/09 20120101ALI20240709BHJP
【FI】
B60W30/14
B60W40/06
B60W40/09
(21)【出願番号】P 2021052270
(22)【出願日】2021-03-25
【審査請求日】2023-05-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【氏名又は名称】伊藤 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100123593
【氏名又は名称】関根 宣夫
(74)【代理人】
【識別番号】100133835
【氏名又は名称】河野 努
(72)【発明者】
【氏名】上山 真生
【審査官】戸田 耕太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-064613(JP,A)
【文献】特開2016-193666(JP,A)
【文献】特開2015-157576(JP,A)
【文献】国際公開第2020/174920(WO,A1)
【文献】特開2009-120111(JP,A)
【文献】特開2004-090788(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60W 30/14
B60W 40/06
B60W 40/09
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の速度を自動的に制御する自動速度制御装置であって、
前記車両が自動車専用道路の本線を走行しているときには第1速度を上限速度として設定すると共に前記車両が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには前記第1速度よりも遅い第2速度を上限速度として設定する上限速度設定部と、
前記車両の走行環境に基づいて前記上限速度以下で目標速度を設定する目標速度設定部と、
前記目標速度になるように前記車両の速度を制御する速度制御部と、を有し、
前記速度制御部は、前記車両のアクセルペダルが踏み込まれているときには、前記目標速度に無関係に前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で前記車両が加速するように前記車両の速度を制御し、
前記上限速度設定部は、前記車両が連絡路を走行しているときに前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第2速度よりも速くなったときには、該連絡路の走行中の前記上限速度を前記第2速度よりも速く且つ前記第1速度以下の速度に設定
し、
前記上限速度設定部は、前記車両が前記連絡路を走行しているときに前記上限速度を前記第2速度よりも速い速度に設定した後に、該連絡路の走行中に前記車両の速度が前記第2速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第2速度以下まで低下させる、自動速度制御装置。
【請求項2】
前記上限速度設定部は、前記車両が前記連絡路を走行しているときに前記車両の速度が前記第2速度よりも遅い第3速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第3速度に設定する、請求項
1に記載の自動速度制御装置。
【請求項3】
前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
前記上限速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行しているときに前記車両の速度が前記第2速度よりも遅い第4速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第4速度に設定する、請求項1
又は2に記載の自動速度制御装置。
【請求項4】
前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
前記上限速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行しているときに前記車両の速度が前記第2速度よりも遅い第4速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第4速度に設定し、
前記第4速度は前記第3速度よりも遅い、請求項
2に記載の自動速度制御装置。
【請求項5】
前記上限速度設定部は、前記車両が走行している道路の種類に無関係に、前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第1速度よりも速くなったときであっても、前記上限速度を前記第1速度よりも速い速度には設定しない、請求項1~
4のいずれか1項に記載の自動速度制御装置。
【請求項6】
車両の速度を自動的に制御する自動速度制御方法であって、
前記車両が自動車専用道路の本線を走行しているときには第1速度を上限速度として設定すると共に前記車両が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには前記第1速度よりも遅い第2速度を上限速度として設定することと、
前記車両の走行環境に基づいて前記上限速度以下で目標速度を設定することと、
前記目標速度になるように前記車両の速度を制御することと、を含み、
前記車両のアクセルペダルが踏み込まれているときには、前記目標速度に無関係に前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で前記車両が加速するように前記車両の速度が制御され、
前記車両が連絡路を走行しているときに前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第2速度よりも速くなったときには、該連絡路の走行中の前記上限速度が前記第2速度よりも速く且つ前記第1速度以下の速度に設定され
、
前記車両が前記連絡路を走行しているときに前記上限速度を前記第2速度よりも速い速度に設定した後に、該連絡路の走行中に前記車両の速度が前記第2速度以下に低下したときには、前記上限速度が前記第2速度以下まで低下される、自動速度制御方法。
【請求項7】
車両の速度を自動的に制御する自動速度制御プログラムであって、
前記車両が自動車専用道路の本線を走行しているときには第1速度を上限速度として設定すると共に前記車両が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには前記第1速度よりも遅い第2速度を上限速度として設定し、
前記車両の走行環境に基づいて前記上限速度以下で目標速度を設定し、
前記目標速度になるように前記車両の速度を制御し、
前記車両のアクセルペダルが踏み込まれているときには、前記目標速度に無関係に前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で前記車両が加速するように前記車両の速度を制御し、
前記車両が連絡路を走行しているときに前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第2速度よりも速くなったときには、該連絡路の走行中の前記上限速度が前記第2速度よりも速く且つ前記第1速度以下の速度に設定
し、
前記車両が前記連絡路を走行しているときに前記上限速度を前記第2速度よりも速い速度に設定した後に、該連絡路の走行中に前記車両の速度が前記第2速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第2速度以下まで低下させる、ことをコンピュータに実行させる、自動速度制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自動速度制御装置、自動速度制御方法及び自動速度制御プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、予め設定された上限速度以下で車両の速度を自動的に制御する自動速度制御装置が提案されている(特許文献1~4)。特に、特許文献1に記載の装置では、アダプティブクルーズコントロール(ACC)制御により定速走行中にドライバがアクセル操作で上限速度以上にまで加速した後にアクセル操作をやめると、車両の速度を例えば上限速度まで戻すことが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2003-063272号公報
【文献】特開2015-157576号公報
【文献】特開2016-215917号公報
【文献】特開2000-293782号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、自動車専用道路の連絡路(本線間の道路又は本線と一般道路との間の道路)は一般に自動車専用道路の本線よりもカーブが急であると共に道路幅が狭い。このため、自動車専用道路の連絡路では自動車専用道路の本線よりも上限速度を低く設定することが望ましい。
【0005】
一方で、連絡路での上限速度が本線での上限速度よりも自動的に低く設定されると、ドライバは連絡路における走行速度が遅いと感じて、車両を加速させるべくアクセル操作を行う可能性がある。しかしながら、アクセル操作が完了すると車両の速度が連絡路用の上限速度にまで戻ってしまうため、連絡路における走行速度が遅いと感じるドライバは車両が連絡路を走行している間常にアクセル操作を行わなければならず、車両速度の自動制御機能を十分に利用することができなくなる。
【0006】
上記課題に鑑みて、本開示の目的は、連絡路においても車両速度の自動制御機能を十分に利用することができる自動速度制御装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の要旨は以下のとおりである。
【0008】
(1)車両の速度を自動的に制御する自動速度制御装置であって、
前記車両が自動車専用道路の本線を走行しているときには第1速度を上限速度として設定すると共に前記車両が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには前記第1速度よりも遅い第2速度を上限速度として設定する上限速度設定部と、
前記車両の走行環境に基づいて前記上限速度以下で目標速度を設定する目標速度設定部と、
前記目標速度になるように前記車両の速度を制御する速度制御部と、を有し、
前記速度制御部は、前記車両のアクセルペダルが踏み込まれているときには、前記目標速度に無関係に前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で前記車両が加速するように前記車両の速度を制御し、
前記上限速度設定部は、前記車両が連絡路を走行しているときに前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第2速度よりも速くなったときには、該連絡路の走行中の前記上限速度を前記第2速度よりも速く且つ前記第1速度以下の速度に設定する、自動速度制御装置。
(2)前記上限速度設定部は、前記車両が前記連絡路を走行しているときに前記上限速度を前記第2速度よりも速い速度に設定した後に、該連絡路の走行中に前記車両の速度が前記第2速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第2速度以下まで低下させる、上記(1)に記載の自動速度制御装置。
(3)前記上限速度設定部は、前記車両が前記連絡路を走行しているときに前記車両の速度が前記第2速度よりも遅い第3速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第3速度に設定する、上記(1)又は(2)に記載の自動速度制御装置。
(4)前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
前記上限速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行しているときに前記車両の速度が前記第2速度よりも遅い第4速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第4速度に設定する、上記(1)~(3)のいずれか1つに記載の自動速度制御装置。
(5)前記車両は自動車専用道路の出口では前記車両の速度の自動的な制御が停止される車両であり、
前記上限速度設定部は、前記車両が前記出口へ向かう連絡路を走行しているときに前記車両の速度が前記第2速度よりも遅い第4速度以下に低下したときには、前記上限速度を前記第4速度に設定し、
前記第4速度は前記第3速度よりも遅い、上記(3)に記載の自動速度制御装置。
(6)前記上限速度設定部は、前記車両が走行している道路の種類に無関係に、前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第1速度よりも速くなったときであっても、前記上限速度を前記第1速度よりも速い速度には設定しない、上記(1)~(5)のいずれか1つに記載の自動速度制御装置。
(7)車両の速度を自動的に制御する自動速度制御方法であって、
前記車両が自動車専用道路の本線を走行しているときには第1速度を上限速度として設定すると共に前記車両が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには前記第1速度よりも遅い第2速度を上限速度として設定することと、
前記車両の走行環境に基づいて前記上限速度以下で目標速度を設定することと、
前記目標速度になるように前記車両の速度を制御することと、を含み、
前記車両のアクセルペダルが踏み込まれているときには、前記目標速度に無関係に前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で前記車両が加速するように前記車両の速度が制御され、
前記車両が連絡路を走行しているときに前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第2速度よりも速くなったときには、該連絡路の走行中の前記上限速度が前記第2速度よりも速く且つ前記第1速度以下の速度に設定される、自動速度制御方法。
(8)車両の速度を自動的に制御する自動速度制御プログラムであって、
前記車両が自動車専用道路の本線を走行しているときには第1速度を上限速度として設定すると共に前記車両が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには前記第1速度よりも遅い第2速度を上限速度として設定し、
前記車両の走行環境に基づいて前記上限速度以下で目標速度を設定し、
前記目標速度になるように前記車両の速度を制御し、
前記車両のアクセルペダルが踏み込まれているときには、前記目標速度に無関係に前記アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で前記車両が加速するように前記車両の速度を制御し、
前記車両が連絡路を走行しているときに前記アクセルペダルの踏み込みにより前記車両の速度が前記第2速度よりも速くなったときには、該連絡路の走行中の前記上限速度が前記第2速度よりも速く且つ前記第1速度以下の速度に設定する、ことをコンピュータに実行させる、自動速度制御プログラム。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、連絡路においても車両速度の自動制御機能を十分に利用することができる自動速度制御装置等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】
図1は、一つの実施形態に係る自動速度制御システムが実装される車両を概略的に示す構成図である。
【
図2】
図2は、一つの実施形態に係るECUのハードウェア構成図である。
【
図3】
図3は、ECUのプロセッサの機能ブロック図である。
【
図4】
図4は、目標速度設定部によって実行される目標速度設定処理の流れを示すフローチャートである。
【
図5】
図5は、速度制御部によって実行される速度制御処理の流れを示すフローチャートである。
【
図6】
図6は、上限速度設定部によって実行される上限速度設定処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【0012】
<車両の構成>
図1は、一つの実施形態に係る自動速度制御システム1が実装される車両100を概略的に示す構成図である。自動速度制御システム1は、車両100に搭載されて、予め定められた状況下において車両100の速度を自動的に制御する。本実施形態では、自動速度制御システム1は、走行状態センサ11と、車外カメラ12と、測距センサ13と、測位センサ14と、ペダルセンサ15と、ストレージ装置16と、ヒューマンマシンインターフェース(以下、「HMI」という)17と、車両アクチュエータ20と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)21とを有する。
【0013】
しかしながら、自動速度制御システム1は、必ずしもこれら全てを有していなくてもよい。例えば、自動速度制御システム1は、車外カメラ12を有していれば、測距センサ13を有していなくてもよい。
【0014】
走行状態センサ11と、車外カメラ12と、測距センサ13と、測位センサ14と、ペダルセンサ15と、ストレージ装置16と、HMI17と、ECU21とは、車内ネットワーク22を介して通信可能に接続される。車内ネットワーク22は、CAN(Controller Area Network)などの規格に準拠したネットワークである。また、ECU21は、信号線を介して車両アクチュエータ20に接続される。
【0015】
走行状態センサ11は、車両100の走行状態を検出するセンサである。走行状態センサ11は、例えば、慣性計測センサであり、車両100の速度、加速度などを検出する。走行状態センサ11は、車両の走行状態の検出結果を車内ネットワーク22を介してECU21へ出力する。
【0016】
車外カメラ12は、車両の周囲を撮影する機器である。車外カメラ12は、可視光に感度を有する光電変換素子のアレイで構成された2次元検出器(CCD、C-MOSなど)と、その2次元検出器上に撮影対象となる領域の像を結像する結像光学系とを有する。本実施形態では、車外カメラ12は、車両100の前方を向くように、例えば車両100の車内に取り付けられる。車外カメラ12は、所定の撮影周期(例えば1/30秒~1/10秒)ごとに車両100の前方領域を撮影し、且つその前方領域が写った画像を生成する。車外カメラ12は、画像を生成する度に、生成した画像を車内ネットワーク22を介してECU21へ出力する。なお、車外カメラ12は単眼カメラであってもよいし、ステレオカメラであってもよい。車外カメラ12としてステレオカメラが用いられた場合には、車外カメラ12は測距センサ13としても機能する。車両100には、撮影方向または焦点距離が異なる複数の車外カメラが設けられてもよい。
【0017】
測距センサ13は、車両100の周囲に存在する物体までの距離を測定するセンサである。本実施形態では、測距センサ13は、車両100の周囲に存在する物体の方位も合わせて測定することができる。測距センサ13は、例えば、ミリ波レーダなどのレーダ、ライダー(LiDAR)又はソナーである。本実施形態では、測距センサ13は、車両の前方に存在する物体までの距離を測定する。測距センサ13は、車内ネットワーク22を介して、所定の周期ごとに周囲の物体までの距離の測定結果をECU21へ出力する。
【0018】
測位センサ14は、車両100の自己位置を測定するセンサである。測位センサ14は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機である。GNSS受信機は、複数の測位衛星から時刻情報付きの信号を受信し、受信した信号に基づいて車両100の自己位置を測定する。測位センサ14は、所定の周期ごとに車両100の自己位置情報を、車内ネットワーク22を介してECU21へ出力する。
【0019】
ペダルセンサ15は、アクセルペダル及びブレーキペダル(共に図示せず)に取り付けられて、ドライバによるアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量を検出するセンサである。本実施形態では、ペダルセンサ15は検出したアクセルペダルの踏み込み量及びブレーキペダルの踏み込み量を、車内ネットワーク22を介してECU21へ出力する。
【0020】
ストレージ装置16は、例えば、ハードディスク装置または不揮発性の半導体メモリを有する。ストレージ装置16は、地図情報を記憶する。地図情報は、道路の所定の区間ごとに、その区間の位置、道路標示を表す情報(例えば、車線区画線または停止線)を含む。ストレージ装置16は、ECU21からの地図情報の読出し要求に従って地図情報を読み出し、車内ネットワーク22を介して地図情報をECUへ送信する。
【0021】
HMI17は、車内ネットワーク22を介してECU21から受け取った通知用の情報を、車両100のドライバへ通知する。したがって、HMI17は、情報をドライバへ通知する通知装置として機能する。具体的には、HMI17は、例えば、液晶ディスプレイといった表示装置、速度計などのメータ、警告灯、及びスピーカを有する。また、HMI17は、乗員からの入力を受け付け、車内ネットワーク22を介して受け付けた入力をECU21に送信する。したがって、HMI17は、乗員又はドライバからの入力を受け付ける入力装置として機能する。具体的には、HMI17は、タッチパネル、スイッチ、ボタン及びリモコンを有する。HMI17は、例えば、インストルメントパネルに設けられる。
【0022】
車両アクチュエータ20は、車両100の運転を制御するのに用いられるアクチュエータである。具体的には、車両アクチュエータ20は、例えば、車両100を駆動するための内燃機関又は電動モータを制御する駆動アクチュエータと、車両100を制動するブレーキを制御する制動アクチュエータとを有する。車両アクチュエータ20は、車両100の操舵を制御する操舵アクチュエータを有していてもよい。車両アクチュエータ20は、ECU21から信号線を介して送信された制御信号に従って、車両100の加速及び制動を制御し、操舵アクチュエータを有するときには車両100の操舵を制御する。
【0023】
図2は、一つの実施形態に係るECU21のハードウェア構成図である。ECU21は、通信インターフェース31と、メモリ32と、プロセッサ33とを有する。なお、通信インターフェース31、メモリ32及びプロセッサ33は、別個の回路であってもよく、あるいは、一つの集積回路として構成されてもよい。
【0024】
通信インターフェース31は、通信インターフェース回路と機器インターフェース回路とを有する。通信インターフェース回路は、ECU21を車内ネットワーク22に接続するための回路である。機器インターフェース回路は、車両アクチュエータ20への制御信号を出力するための回路である。
【0025】
通信インターフェース31は、走行状態センサ11から車両100の走行状態の検出結果を受信する度に、受信した検出結果をプロセッサ33へ送信する。また、車外カメラ12から画像を受信する度に、受信した画像をプロセッサ33へ送信する。加えて、通信インターフェース31は、測距センサ13から車両の周囲の物体までの距離の測定結果を受信する度に、その測定結果をプロセッサ33へ送信する。さらに、通信インターフェース31は、測位センサ14から自己位置の測定結果を受信する度に、その測定結果をプロセッサ33へ送信する。また、通信インターフェース31は、ペダルセンサ15から検出結果を受信する度に、その検出結果をプロセッサ33へ送信する。通信インターフェース31は、ストレージ装置16から読み込んだ高精度地図をプロセッサ33へ送信する。加えて、通信インターフェース31は、HMI17から乗員の入力信号を受信する度に、その入力信号をプロセッサ33へ送信する。さらに、通信インターフェース31は、ECU21から通知用の情報を受信する毎に、受信した情報をHMI17へ送信する。加えて、通信インターフェース31は、ECU21から車両アクチュエータ20への制御信号を受信する度に、受信した制御信号を車両アクチュエータ20へ送信する。
【0026】
メモリ32は、データを記憶する記憶装置である。メモリ32は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有する。メモリ32は、ECU21のプロセッサ33により実行される自動速度制御処理のプログラムを記憶する。また、メモリ32は、車外カメラ12によって撮影された画像、ドライバによる操作情報、車両周囲の物体までの距離の測定結果、自己位置の測定結果、乗員の入力情報、及び自動速度制御処理において使用される各種のデータなどを記憶する。
【0027】
プロセッサ33は、1個または複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ33は、論理演算ユニットまたは数値演算ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。プロセッサ33は、メモリ32に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。特に、プロセッサ33は、車両アクチュエータ20の制御処理を実行して、車両アクチュエータ20を制御する。本実施形態では、プロセッサ33は、車両100の速度を自動的に制御する自動速度制御装置として機能する。
【0028】
図3は、ECU21のプロセッサ33の機能ブロック図である。
図3に示したように、プロセッサ33は、車両100の上限速度を設定する上限速度設定処理を実行する上限速度設定部331と、車両100と同一の車線を走行する先行車両の有無、速度及び車両100と先行車両との車間距離を含む先行車両情報を特定する先行車両情報特定部332と、車両100の走行環境に基づいて上限速度以下で目標速度を設定する目標速度設定処理を実行する目標速度設定部333と、目標速度になるように車両100の速度を制御する速度制御処理を実行する速度制御部334とを有する。プロセッサ33が有するこれら機能ブロックは、例えば、プロセッサ33上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。或いは、プロセッサ33が有するこれら機能ブロックは、プロセッサ33に設けられる専用の演算回路であってもよい。
【0029】
<自動速度制御処理>
次に、本実施形態に係る自動速度制御装置による車両100の自動速度制御処理について説明する。自動速度制御処理が実行されると、自動速度制御装置は、ドライバによるアクセル操作やブレーキ操作が無くても自動的に車両100の速度を制御する。ここでの自動速度制御処理による車両100の速度の自動的な制御は、ドライバの監視が必要な制御(例えば、アダプティブクルーズコントロール(ACC))であってもよいし、ドライバの監視が不要な自律運転制御の一部であってもよい。また、プロセッサ33は、ドライバが自動的な速度制御を選択しているときには、車両100が現在走行中の車線に沿って自動的に走行するように、車両100の操舵を自動的に制御してもよい。
【0030】
本実施形態では、自動速度制御処理による自動的な速度制御は、車両100が自動車専用道路(例えば、高速道路など、本線同士が信号を有する交差点ではなく、インターチェンジやジャンクションなどにおいて連絡路によって接続される道路)の走行中に実行される。本実施形態における自動速度制御処理は、例えば、ドライバがHMI17を介して自動的な速度制御を選択することで開始される。或いは、車両100が自動車専用道路の入口を通過すると、自動速度制御処理が自動的に開始されてもよい。一方、車両100が自動車専用道路の出口を通過すると、速度制御についてドライバへの運転交代が行われ、自動速度制御処理は終了される。
【0031】
なお、車両100の操舵を自動的に制御する自動操舵制御処理は、自動速度制御処理の開始及び終了と同時に、開始及び終了されてもよい。この場合には、車両100が自動車専用道路の出口を通過すると、操舵制御についてドライバへの運転交代が行われ、自動操舵制御処理は終了される。
【0032】
具体的には、プロセッサ33による自動速度制御処理は、上限速度設定部331で実行される上限速度設定処理と、先行車両情報特定部332で実行される先行車両情報特定処理と、目標速度設定部333で実行される目標速度設定処理と、速度制御部334で実行される速度制御処理と、を含む。
【0033】
図3に示したように、上限速度設定部331には、走行状態センサ11によって検出された車両100の速度と、ペダルセンサ15によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量と、測位センサ14によって測定された車両100の自己位置と、ストレージ装置16に記憶されている地図情報と、が入力される。上限速度設定部331は、これら入力された情報基づいて、上限速度設定処理を行うことにより、その時点における車両100の上限速度を出力する。上限速度設定処理の詳細については後述する。
【0034】
先行車両情報特定部332には、車外カメラ12によって撮影された画像情報及び/又は測距センサ13によって得られた距離情報が入力される。先行車両情報特定部332は、これら入力された情報に基づいて、先行車両情報を特定する。先行車両情報は、車両100と同一の車線を走行する先行車両の有無、並びに先行車両がある場合の先行車両の速度及び車両100とこの先行車両との車間距離を含む。
【0035】
具体的には、先行車両情報特定部332は、まず、車外カメラ12によって撮影された画像又は測距センサ13によって得られた距離情報に基づいて、車両100の周りを走行している他の車両を認識する。他の車両の認識は、ニューラルネットワーク(NN)、サポートベクターマシン(SVM)といった、公知のパターン認識手法によって行われる。加えて、先行車両情報特定部332は、車外カメラ12によって撮影された画像に表された区画線を認識し、認識した区画線の位置に基づいて車両100の走行している車線の位置を認識する。或いは、先行車両情報特定部332は、測位センサ14によって測定された自己位置情報とストレージ装置16に記憶されている地図情報とに基づいて、車両100の走行している車線の位置を認識してもよい。そして、先行車両情報特定部332は、認識した区画線と認識した他車両との位置関係に基づいて車両100が走行する車線の先行車両を特定する(先行車両が無い場合には先行車両が無いことを特定する)。その後、先行車両情報特定部332は、車外カメラ12によって撮影された画像又は測距センサ13によって得られた距離情報に基づいて、特定された先行車両の速度及び特定された先行車両と車両100との車間距離を特定する。
【0036】
目標速度設定部333には、上限速度設定部331によって設定された上限速度と先行車両情報特定部332によって特定された先行車両情報とが入力される。目標速度設定部333は、これら入力された情報に基づいて、目標速度設定処理を行うことにより、その時点における車両100の目標速度を出力する。目標速度設定処理の詳細については後述する。
【0037】
速度制御部334には、ペダルセンサ15によって検出されたアクセルペダル及びブレーキペダルの踏み込み量及び目標速度設定部333によって設定された目標速度が入力される。速度制御部は、これら入力された情報に基づいて、速度制御処理を行うことにより、車両アクチュエータ20への制御指令を出力する。速度制御処理の詳細については後述する。
【0038】
<目標速度の設定処理>
次に、目標速度設定部333によって行われる目標速度の設定処理について説明する。本実施形態では、目標速度設定部333は、基本的に、車両100の目標速度を上限速度に設定する。しかしながら、目標速度設定部333は、車両100が走行している走行車線に先行車両が存在する場合には、その先行車両に追従するように車両100の目標速度を制御する。特に、本実施形態では、目標速度設定部333は、車両100と先行車両との車間距離が目標車間距離よりも長い場合には、車両100の目標速度を先行車両の速度よりも速い速度に設定する。一方、目標速度設定部333は、車両100と先行車両との車間距離が目標車間距離よりも短い場合には、車両100の目標速度を先行車両の速度よりも遅い速度に設定する。ただし、このようにして設定された車両100の目標速度が上限速度よりも速い場合には、目標速度設定部333は車両100の目標速度を上限速度に設定する。したがって、目標速度設定部333は、車両100の走行環境に基づいて、上限速度以下で車両100の目標速度を設定する。
【0039】
なお、本実施形態では、目標速度設定部333は、先行車両の走行状況に基づいて、車両100の目標速度を設定している。しかしながら、目標速度設定部333は、上限速度以下であれば、先行車両の走行状況以外の走行環境に基づいて、車両100の目標速度を設定してもよい。例えば、車両100が走行しているカーブの曲率が大きい場合には、曲率が大きいほど目標速度が遅くなるように目標速度を設定してもよい。
【0040】
図4は、目標速度設定部333によって実行される目標速度設定処理の流れを示すフローチャートである。図示した処理は、自動速度制御処理の実行中に、一定の時間間隔毎に繰り返し実行される。
【0041】
目標速度設定部333は、まず、先行車両情報(先行車両の有無、先行車両の速度及び先行車両との車間距離を含む)及び上限速度を取得する(ステップS11)。目標速度設定部333は、先行車両情報特定部332から先行車両情報を取得すると共に、上限速度設定部331から上限速度を取得する。
【0042】
次いで、目標速度設定部333は、ステップS11において取得した先行車両情報に基づいて、車両100が走行している走行車線に先行車両が存在するか否かを判定する(ステップS12)。ステップS12において車両100の走行車線に先行車両が存在しないと判定された場合には、目標速度設定部333は、車両100の目標速度を上限速度設定部331によって算出された上限速度に設定する(ステップS13)。
【0043】
一方、ステップS12において車両100の走行車線に先行車両が存在すると判定された場合には、目標速度設定部333は、車両100と先行車両との車間距離が目標車間距離とほぼ同一であるか否かを判定する(ステップS14)。目標車間距離は、予め設定された一定値であってもよいし、ドライバによって予め設定された一定値であってもよい。また、目標車間距離は、車両100の速度などのパラメータに応じて変化する値であってもよい(例えば、車両100の速度が速いほど長い)。
【0044】
ステップS14において車両100と先行車両との車間距離が目標車間距離とほぼ同一であると判定された場合には、目標速度設定部333は、目標速度を先行車両の速度とほぼ同一の速度に設定する(ステップS15)。
【0045】
一方、ステップS14において車両100と先行車両との車間距離が目標車間距離とは異なると判定された場合には、目標速度設定部333は、車間距離が目標車間距離よりも長いか否かを判定する(ステップS16)。ステップS16において車間距離が目標車間距離よりも長いと判定された場合には、目標速度設定部333は、目標速度を先行車両の速度よりも速い速度に設定する(ステップS17)。一方、ステップS16において車間距離が目標車間距離よりも短いと判定された場合には、目標速度設定部333は、目標速度を先行車両の速度よりも遅い速度に設定する(ステップS18)。
【0046】
ステップS15、S17及びS18において目標速度が先行車両の速度に基づいて設定されると、目標速度設定部333は、設定された目標速度が、上限速度設定部331によって設定された上限速度以下であるか否かを判定する(ステップS19)。設定された目標速度が上限速度以下であると判定された場合には、目標速度は変更されずに維持される。一方、ステップS19において、設定された目標速度が上限速度よりも速いと判定された場合には、目標速度設定部333は、目標速度を上限速度に設定し直す(ステップS13)。
【0047】
<速度制御処理>
次に、速度制御部334によって実行される速度制御処理について説明する。本実施形態では、速度制御部334は、基本的に、車両100の速度が、目標速度設定処理によって設定された目標速度になるように車両100の速度を制御する。しかしながら、速度制御部334は、車両100のアクセルペダルが踏み込まれているときには、目標速度と無関係に、ペダルセンサ15によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度で車両100が加速するように車両100の速度を制御する。一方、本実施形態では、速度制御部334は、車両100のブレーキペダルが踏み込まれたときには、自動速度制御処理を終了させる。
【0048】
図5は、速度制御部334によって実行される速度制御処理の流れを示すフローチャートである。図示した処理は、自動速度制御処理の実行中に、一定の時間間隔毎に繰り返し実行される。
【0049】
速度制御部334は、まず、アクセルペダルの踏み込み量及びブレーキペダルの踏み込み量と、目標速度とを取得する(ステップS21)。速度制御部334は、ペダルセンサ15からアクセルペダルの踏み込み量及びブレーキペダルの踏み込み量を取得すると共に、目標速度設定部333から目標速度を取得する。
【0050】
次いで、速度制御部334は、ペダルセンサ15から取得したブレーキペダルの踏み込み量に基づいて、ドライバによってブレーキペダルが踏み込まれているか否かを判定する(ステップS22)。ステップS22において、ブレーキペダルが踏み込まれていると判定された場合には、速度制御部334は、自動速度制御処理を終了させる(ステップS23)。したがって、上限速度設定処理、先行車両情報特定処理、目標速度設定処理及び速度制御処理が中止され、車両100の速度はドライバによるアクセルペダル及びブレーキペダルの操作によって制御される。
【0051】
ステップS22においてブレーキペでダルが踏み込まれていないと判定されると、速度制御部334は、ペダルセンサ15から取得したアクセルペダルの踏み込み量に基づいて、ドライバによってアクセルペダルが踏み込まれているか否かを判定する(ステップS24)。ステップS24において、アクセルペダルが踏み込まれていると判定された場合には、速度制御部334は、目標速度設定部333によって設定された目標速度に無関係に、アクセルペダルの踏み込み量に応じた加速度になるように、車両アクチュエータ20を制御する(ステップS25)。したがって、速度制御部334は、車両100の駆動に内燃機関が用いられている場合には、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど、内燃機関の出力を大きくすべく内燃機関のスロットル開度を大きくする。また、速度制御部334は、車両100の駆動に電動モータが用いられている場合には、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど、電動モータの出力を大きくすべく、電動モータへの供給電力を増大させる。
【0052】
一方、ステップS24においてアクセルペダルが踏み込まれていないと判定された場合には、速度制御部334は、走行状態センサ11によって検出される車両100の速度が目標速度になるように、車両アクチュエータ20を制御する(ステップS26)。したがって、速度制御部334は、車両100の速度が目標速度よりも遅い場合には、車両100を加速させるように車両アクチュエータ20を制御する。また、速度制御部334は、車両100の速度が目標速度よりも速い場合には、車両100を減速させるように車両アクチュエータ20を制御する。
【0053】
<上限速度の設定処理>
次に、上限速度設定部331によって実行される上限速度設定処理について説明する。ここで、上限速度は、自動速度制御処理が実行されているときに車両100の目標速度が取り得る最大値である。したがって、上述した目標速度設定処理では、車両100の目標速度は、上限速度設定処理によって設定された上限速度以下に設定される。
【0054】
本実施形態では、上限速度設定部331は、車両100が自動車専用道路の本線を走行しているときには、ドライバによって設定されたドライバ設定上限速度(第1速度)を上限速度として設定する。ドライバ設定速度は、HMI17を介して、ドライバによって予め設定される速度であり、例えば、80~100km/hである。
【0055】
また、本実施形態では、上限速度設定部331は、車両100が自動車専用道路の連絡路を走行しているときには、ドライバ設定速度よりも遅い連絡路上限速度(第2速度)を上限速度として設定する。連絡路上限速度は、予め定められた一定の速度であり、例えば、60km/hである。なお、連絡路上限速度は、ドライバ設定上限速度に応じて変化してもよい。この場合、ドライバ設定上限速度が速いほど連絡路上限速度も速くなるが、この場合であっても連絡路上限速度はドライバ設定上限速度よりも遅い速度に設定される。
【0056】
なお、自動車専用道路の連絡路は、自動車専用道路の本線から分岐して別の本線に接続される道路又は自動車専用道路の本線から分岐して一般道路への出口(例えば、料金所)に接続される道路などを意味する。したがって、連絡路は、例えば、自動車専用道路のインターチェンジやジャンクションなどにおいて分岐車線が始まる地点(又は、分岐車線が終了して本線から完全に分かれる地点)、又は本線に接続される道路の一般道からの入口(例えば、料金所)が始点となる。そして、連絡路は、例えば、自動車専用道路のインターチェンジやジャンクションなどにおいて合流車線が始まる地点(又は合流車線が終了して本線に完全に取り込まれる地点)、又は本線から分岐した道路の一般道への出口(例えば、料金所)が終点となる。
【0057】
ここで、一般に、自動車専用道路の連絡路では、本線に比べて、カーブの曲率が大きく且つ道路幅が小さい。したがって、連絡路における上限速度を本線における上限速度と同じにしてしまうと、連絡路における速度が速くなり過ぎてドライバが不安を感じる可能性がある。これに対して、本実施形態では、連絡路における上限速度を、ドライバ設定上限速度よりも遅い連絡路上限速度に設定することにより、連絡路の走行中にドライバが不安を感じることが抑制される。
【0058】
また、本実施形態では、上述したように、ドライバがアクセルペダルを踏み込んだ場合には、速度制御部334はアクセルペダルの踏み込み量に応じて車両100を加速させる。したがって、この場合、車両100の速度は上限速度よりも速くなることがある。本実施形態では、上限速度設定部331は、車両100が走行している道路の種類に無関係に、アクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度がドライバ設定速度よりも速くなったときであっても、上限速度をドライバ設定速度よりも速い速度には設定しない。したがって、例えば、自動車専用道路の本線を走行中にドライバがアクセルペダルを踏み込んだことによって車両100の速度がドライバ設定速度よりも速くなっても、上限速度はドライバ設定速度のまま維持される。このため、ドライバがアクセルペダルの踏み込みをやめると、車両100の目標速度はドライバ設定速度になり、車両100の速度はドライバ設定速度に向けて徐々に減速することになる。
【0059】
一方、上限速度設定部331は、車両100が連絡路を走行しているときに、アクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなったときには、この連絡路の走行中の上限速度を車両100が走行中の速度に設定する。したがって、このときには車両100の速度は、連絡路上限速度よりも速い速度に設定される。ただし、この場合であっても、上述したように、上限速度はドライバ設定速度以下に設定される。したがって、車両100が連絡路を走行しているときにアクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度がドライバ設定速度よりも速くなっても、上限速度はドライバ設定速度に設定される。したがって、上限速度設定部331は、車両100が連絡路を走行しているときに、アクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなったときには、上限速度を連絡路上限速度よりも速く且つドライバ設定速度以下の速度に設定するといえる。
【0060】
上述したように、連絡路では基本的に上限速度が比較的遅い速度に設定される。したがって、ドライバは連絡路における車両100の速度が遅いと感じてアクセルペダルを踏み込んで車両100の速度を速くする場合がある。このような場合に、上限速度を連絡路上限速度に設定したままにすると、ドライバがアクセルペダルの踏み込みをやめると車両100の速度は連絡路上限速度にまで戻ることになる。このため、ドライバは、車両100の速度を連絡路上限速度よりも速い速度に維持しようとすると、アクセルペダルを踏み続ける必要があり、車両速度の自動制御機能を十分に利用することができない。これに対して、本実施形態によれば、連絡路の走行中にアクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなったときには連絡路の走行中の上限速度が連絡路上限速度よりも速い速度に設定されるため、ドライバがアクセルペダルを踏み続ける必要がなくなり、車両速度の自動制御機能を十分に利用することができるようになる。
【0061】
ところで、車両100が連絡路を走行しているときの上限速度がこのように設定されることにより、車両100が連絡路を走行しているときにアクセルペダルが踏み込まれて車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなると、その後ドライバがアクセルペダルの踏み込みをやめた後でも車両100の速度は連絡路上限速度よりも速い速度に維持されることになる。一方、車両100が連絡路を走行しているときに上限速度が連絡路上限速度よりも速い速度に設定されて車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなっていても、例えば、車両100の前に現れた先行車両が連絡路上限速度よりも遅い場合には、車両100はこの先行車両に追従することになるため、車両100の速度は先行車両の速度に合わせて連絡路上限速度よりも遅い速度にまで減速される。或いは、車両100が走行する道路の曲率が大きい場合に曲率が大きいほど目標速度が遅くなるように目標速度が設定されている場合、車両100が曲率の大きな連絡路を走行すると目標速度が一時的に遅く設定され、その結果、車両100の速度が連絡路上限速度よりも遅い速度に減速されることがある。本実施形態では、上限速度設定部331は、車両100が連絡路を走行しているときに上限速度を連絡路上限速度よりも速い速度に設定した後に、その連絡路の走行中に車両100の速度が連絡路上限速度以下に低下したときには、上限速度を連絡路上限速度まで低下させる。したがって、本実施形態では、車両100の速度が連絡路上限速度以下にまで減速されると上限速度も連絡路上限速度にまで低下され、車両100の連絡路の走行中に上限速度が連絡路上限速度よりも速い速度に維持され続けることが抑制される。
【0062】
さらに、上限速度設定部331は、車両100が連絡路を走行しているときに、例えば遅い先行車両に追従することなどにより、車両100の速度が連絡路上限速度(第2速度)よりも遅い再加速上限速度(第3速度)以下に低下したときには、上限速度を再加速上限速度に設定する。再加速上限速度は、予め定められた一定の速度であり、例えば、50km/hである。なお、再加速上限速度は、ドライバ設定上限速度に応じて変化してもよい。この場合、ドライバ設定上限速度が速いほど再加速上限速度も速くなるが、この場合であっても再加速上限速度は連絡路上限速度よりも遅い速度に設定される。このように再加速上限速度に設定することにより、例えば車両100の前の遅い先行車両に追従して車両100を減速させた後に先行車両がいなくなったような場合に車両100の速度が連絡路上限速度まで上昇することがなくなる。
【0063】
加えて、上限速度設定部は、車両100が自動車専用道路の出口へ向かう連絡路を走行しているときに、車両100の速度が連絡路上限速度(第2速度)よりも遅い出口上限速度(第4速度)以下に低下したときには、上限速度を出口上限速度に設定する。出口上限速度は、予め定められた一定の速度であり、例えば、40km/hである。特に、本実施形態では、出口上限速度は、再加速上限速度よりも遅い速度に設定される。なお、出口上限速度は、ドライバ設定上限速度に応じて変化してもよい。この場合、ドライバ設定上限速度が速いほど出口上限速度も速くなるが、この場合であっても出口上限速度は連絡路上限速度よりも遅い速度に設定される。
【0064】
ここで、自動車専用道路の出口には料金所があるため、出口付近では車両100の速度を大幅に低下させる必要がある。また、自動車専用道路の出口に料金所がない場合であっても、自動車専用道路の出口に続く一般道路では、車両100の速度を低下させる必要がある。したがって、自動車専用道路の出口付近では、車両100の速度を低下させることが必要になる。本実施形態によれば、自動車専用道路の出口に向かう連絡路を走行するときの上限速度を連絡路上限速度よりも遅い出口上限速度に設定することにより、道路の状況に合わせて違和感なく車両100の速度を下げることができる。
【0065】
図6は、上限速度設定部331によって実行される上限速度設定処理の流れを示すフローチャートである。図示した処理は、自動速度制御処理の実行中に、一定の時間間隔毎に繰り返し実行される。
【0066】
上限速度設定部331は、まず、車両100の走行状態、特に車両100の現在の速度と、アクセルペダルの踏み込み量と、車両100が現在走行している道路の種類とを取得する(ステップS41)。上限速度設定部331は、走行状態センサ11から車両の現在の速度を取得すると共に、ペダルセンサ15からアクセルペダルの踏み込み量を取得する。また、上限速度設定部331は、測位センサ14から自己位置情報を取得すると共に、ストレージ装置16から地図情報を取得し、これら情報などに基づいて車両100が現在走行している道路の種類を特定する。具体的には、上限速度設定部331は、走行中の道路が自動車専用道路の本線、自動車専用道路の連絡路のいずれであるかを特定する。加えて、上限速度設定部331は、走行中の道路が自動車専用道路の連絡路であるときには、その連絡路が自動車専用道路の出口へ向かう連絡路であるか否かを特定する。上限速度設定部331は、このようにして特定された道路の種類を、車両100が現在走行している道路の種類として取得する。
【0067】
次いで、上限速度設定部331は、車両100が現在走行している道路が連絡路であるか否かを判定する(ステップS42)。ステップS42において車両100が現在走行している道路が連絡路ではない、すなわち本線であると判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の上限速度をドライバ設定上限速度(第1速度)に設定する(ステップS43)。したがって、車両100が本線を走行しているときには、本実施形態では基本的に、上限速度はドライバ設定上限速度に設定される。
【0068】
一方、ステップS42において車両100が現在走行している道路が連絡路であると判定された場合には、上限速度設定部331は、ドライバがアクセルペダルを踏み込んだことにより車両100の速度が連絡路上限速度(第2速度)よりも速くなっているか否かを判定する(ステップS44)。ステップS44においてアクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなっていると判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の現在の速度がドライバ設定上限速度(第1速度)以上であるか否かを判定する(ステップS45)。ステップS45において車両100の現在の速度がドライバ設定上限速度以上であると判定された場合には、上限速度設定部331は車両100の上限速度をドライバ設定上限速度に設定する(ステップS43)。一方、ステップS45において車両100の現在の速度がドライバ設定上限速度よりも遅いと判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の上限速度を車両100の現在の速度に設定する(ステップS46)。この結果、連絡路の走行中にアクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなった場合には、上限速度はドライバ設定上限速度を上限に連絡路上限速度よりも速い速度に設定される。
【0069】
ステップS44においてアクセルペダルの踏み込みにより車両100の速度が連絡路上限速度(第2速度)よりも速くなっていないと判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の現在の速度が、連絡路上限速度よりも遅い再加速上限速度(第3速度)以下であるか否かを判定する(ステップS47)。ステップS47において車両100の現在の速度が再加速上限速度よりも速いと判定された場合には、上限速度設定部331は車両100の上限速度を連絡路上限速度に設定する(ステップS48)。
【0070】
一方、ステップS47において車両100の現在の速度が再加速上限速度(第3速度)以下であると判定された場合には、上限速度設定部331は車両100が走行している連絡路は出口へ向かう連絡路であるか否かを判定する(ステップS49)。ステップS49において車両100が走行している連絡路が出口へ向かう連絡路ではないと判定された場合には、上限速度設定部331は車両100の上限速度を再加速上限速度に設定する(ステップS50)。
【0071】
ステップS49において車両100が走行している連絡路が出口へ向かう連絡路であると判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の現在の速度が再加速上限速度(第3速度)よりも遅い出口上限速度(第4速度)以下であるか否を判定する(ステップS51)。ステップS51において、車両100の現在の速度が出口上限速度よりも速いと判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の上限速度を再加速上限速度に設定する(ステップS50)。一方、ステップS51において車両100の現在の速度が出口上限速度以下であると判定された場合には、上限速度設定部331は、車両100の上限速度を出口上限速度に設定する。
【0072】
したがって、本実施形態では、車両100が連絡路を走行していてアクセルペダルの踏み込みによって車両100の速度が連絡路上限速度よりも速くなっていないときには、現在の車両100の速度及び車両100が走行している連絡路の種類に応じて、車両100の上限速度が連絡路上限速度以下の速度に設定される。
【0073】
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
【符号の説明】
【0074】
1 自動速度制御システム
21 ECU
31 通信インターフェース
32 メモリ
33 プロセッサ
100 車両
331 上限速度設定部
332 先行車両情報特定部
333 目標速度設定部
334 速度制御部