JP7004075B2 - 走行支援方法および走行支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行を制御する走行支援方法および走行支援装置に関する。

運転支援装置において、車両の前方環境を認識して前方環境情報を取得し、前方環境情報に基づいて前方認識可能距離を推定し、前方認識可能距離以内の制動距離となる速度を制限速度として算出し、先行車が存在する場合は、先行車と予め設定される車間距離を保って追従走行する車速を目標車速とし、先行車が存在しない場合は、予め設定される車速を目標車速とし、これらの目標車速を少なくとも上記制限速度以下となるように制限するものが知られている（たとえば特許文献１）。

特開２０１６－１４１３８７号公報

しかしながら、上記従来技術において、例えば、車両の前方に設定された信号の灯火状態が停止指示の状態で、先行車が車線変更により存在しなくなった場合には、前方の信号の灯火状態が停止状態にもかかわらず、不要な加速が発生するという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、不要な速度制御を抑制できる走行支援方法及び走行支援装置を提供することである。

本発明は、自車両の車両情報に基づき車速指令値を生成し、自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間（先読み時間）先の先読み車速指令値を演算し、先読み車速指令値に基づき自車両を制御する。また自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、灯火状態に基づき先読み時間を設定することで、上記課題を解決する。

本発明によれば、不要な速度制御を抑制できる。

本発明の一実施の形態に係る走行支援装置を示すブロック図である。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 図１の制御装置における走行支援処理のフローチャートを説明するためのブロック図である。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。 車速指令値の特性を説明するためのグラフである。

以下、本発明の一実施の形態に係る車両の走行支援装置及び方法を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、車両に搭載される走行支援装置を例示して本発明を説明する。

《第１実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係る車両の走行支援装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る走行支援装置１００は、自車位置検出装置１１０と、地図データベース１２０と、車速センサ１３０と、測距センサ１４０と、カメラ１５０と、駆動機構１７０と、制御装置１８０と、ヨーレートセンサ１９０とを備える。これら装置は、相互に情報の授受を行うためにＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）その他の車載ＬＡＮによって接続されている。

自車位置検出装置１１０は、ＧＰＳユニットを備え、複数の衛星通信から送信される電波をロケータ（ＧＰＳアンテナ）により検出して、自車両の位置情報を、周期的に取得するとともに、取得した自車両の位置情報と、ジャイロセンサから取得した角度変化情報と、車速センサから取得した車速とに基づいて、自車両の現在位置を検出する。また、自車位置検出装置１１０は、周知のマップマッチング技術を用いて、自車両の位置を検出することもできる。

地図データベース１２０には、地図情報が格納されている。地図データベース１２０が記憶する地図情報には、各地図座標における道路形状の情報、たとえばカーブ、坂道、交差点、インターチェンジ、狭路、直線路、路肩構造物、合流地点に関する属性が、地図座標に対応付けて記録されている。また地図情報は、停止線、道路標識などの地物の情報を含んでいる。道路標識は、例えば信号有りを示す標識、車両停止を示す標識などである。

車速センサ１３０は、ドライブシャフトなどの駆動系の回転速度を計測し、これに基づいて自車両の走行速度（以下、車速ともいう）を検出する。車速センサ１３０により検出された自車両の車速情報は制御装置１８０に出力される。ヨーレートセンサ１９０は、車室内などの適宜箇所に装着され、自車両のヨーレート（旋回方向への回転角の変化速度）を検出し、検出された自車両のヨーレート情報は制御装置１８０に出力される。

測距センサ１４０は、自車両の周囲に存在する対象物を検出する。また、測距センサ１４０は、自車両と対象物との相対距離および相対速度を演算する。測距センサ１４０により検出された対象物の情報は制御装置１８０に送信される。なお、このような測距センサ１４０としては、レーザーレーダー、ミリ波レーダーなど（ＬＲＦ等）を用いることができる。

カメラ１５０は、自車両の周囲に存在する、道路や対象物等の地物を撮像する。本実施形態において、カメラ１５０は、自車両の前方を撮像する。カメラ１５０により撮像された画像情報は制御装置１８０に送信される。カメラ１５０は、自車両の前方を撮像するカメラ及び／又は自車両の側方を撮像するカメラである。

入力装置１６０は、ドライバーが操作可能な操作部材である。本実施形態において、ドライバーは入力装置１６０を操作することで、自動運転制御のオン／オフを設定することができる。なお、本実施形態に係る車両の自動運転制御では、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、自車両と先行車両との車間距離をドライバーが設定した車間距離に維持して、自車両が先行車両を追随するように、自車両を走行させる車間距離制御（先行車追随制御）が行われ、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、ドライバーが設定した車速で自車両を走行させる速度制御が行われる。また、本実施形態において、ドライバーは入力装置１６０を操作することで、速度制御における自車両の設定車速（例えば、具体的な速度値）および車間距離制御における設定車間距離（たとえば、短、中、長の三段階）を設定することができる。

駆動機構１７０には、自車両を自動走行させるためのエンジン及び／又はモータ（動力系）、ブレーキ（制動系）およびステアリングアクチュエータ（操舵系）などが含まれる。本実施形態では、後述する自動運転制御が行われる際に、制御装置１８０により、駆動機構１７０の動作が制御される。

制御装置１８０は、プロセッサを有したコンピュータであって、自車両の走行を制御するためのプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、このＲＯＭに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、アクセス可能な記憶装置として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）とから構成される。なお、動作回路としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に代えて又はこれとともに、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを用いることができる。

制御装置１８０は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵにより実行することにより、停車線距離取得機能、信号灯火状態検出機能、車速指令値生成機能、自車両の走行を制御する走行制御機能（自動追従機能を含む）とを実現する。以下において、制御装置１８０が備える各機能について説明する。なお、制御装置１８０は、以下に説明する機能の他に、例えば自車位置を検出する推定する機能など、他の機能も有している。

制御装置１８０は、停止線距離取得機能により、自車両の進路方向の先に位置する停止線の情報を取得する。停止線は、例えば信号の付近の道路に引かれた線である。制御装置１８０は、測距センサ１４０、カメラ１５０等の車載センサの検出データに基づき、停止線の情報を取得する。停止線の情報は、少なくとも停止線の位置情報を含んでいる。地図データベース１２０に記録されている地図情報が停止線情報を含む場合には、制御装置１８０は、地図情報から停止線情報を取得してもよい。なお、停止線の情報は、必ずしも道路に書かれた白線に限らない。例えば、自車の現在位置から停止線までの距離が遠く、カメラ１５０により停止線を撮像できない場合には、制御装置１８０は、例えば、交差点又は踏切の情報を停車線情報として取得してもよい。すなわち、交差点又は踏切付近には、停止線がかかれているため、交差点等の情報を、停止線情報としてもよい。制御装置１８０は、自車位置検出装置１１０により検出された自車位置及び地図情報に基づき、地図上における自車位置を推定する。そして、制御装置１８０は、現在の自車位置から停止線までの停止線距離を演算する。

制御装置１８０は、信号灯火状態検出機能により、自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出する。信号は、交差点、踏切、高速道路のインターチェンジなどに設定されている。信号の灯火状態は、停止指示、通過指示、徐行指示等であって、信号に表示される色、点灯の形態などで区別される。例えば、制御装置１８０は、カメラ１５０の撮像画像から、自車両の先に位置する信号の表示灯の色を検出する。信号の表示灯が「赤」の状態である場合には、灯火状態は停止指示となる。信号の表示灯が「青（緑）」又は「黄」の状態である場合には、灯火状態は通過指示となる。なお、以下の走行支援制御において、信号の表示灯が「黄」の場合には、灯火状態は停止状態と判定してもよい。

制御装置１８０は、車速指令値演算機能により、自車両の車速情報に基づき車速指令値を生成する。車速指令値は、自車両の車速を制御するための車速の目標値（目標車速）である。例えば、ドライバーが設定した設定車速で自車両を走行させる場合には、制御装置１８０はユーザから入力された設定車速の情報に基づき、車速指令値を演算する。また、自車両と先行車両との車間距離を維持しつつ、自車両が先行車両を追従するような自動運転制御を実行する場合には、制御装置１８０は、カメラ１５０等の車載センサを用いて先行車両の車速情報を取得し、先行車両の車速情報に基づき車速指令値を生成する。また、自車両を自動運転制御で制御する場合には、制御装置１８０は、地図情報から、自車両が現在走行している車線の法定制限速度の情報を取得し、自車両の車速が、法定制限車速に基づく上限速度以下になるように、車速指令値を生成する。

制御装置１８０は、走行制御機能により、駆動機構１７０を制御することで、自車両が目標走行経路を走行するように、自車両の走行の全部または一部を自動で行う自動運転制御を実行する。たとえば、本実施形態における走行制御機能は、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、エンジンやブレーキなどの駆動機構１７０の動作を制御することで、車間距離設定機能により設定された車間距離だけ先行車両から離れて自車両を走行させる車間距離制御を実行する。また、制御装置１８０は、自車両の前方に先行車両が存在する場合に、エンジン、ブレーキ、ステアリングアクチュエータなどの駆動機構１７０の動作を制御することで、自車両と先行車両との車間距離を、車間距離設定機能により設定された車間距離にして、先行車両が走行した走行軌跡を自車両が追従走行するように、自車両を走行させる自動追従制御を実行する。さらに、制御装置１８０は、自車両の前方に先行車両が存在しない場合には、エンジンやブレーキなどの駆動機構１７０の動作を制御することで、ドライバーが設定した所定の設定速度で自車両を走行させる速度走行制御を実行する。なお、走行制御機能による自動運転制御は、各国の交通法規を遵守した上で実行される。

ここで、自動追従制御と、停止線を検出して停止線の前で停止する際の減速制御について、図２を用いて説明する。図２は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図２において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。車速指令値は、自動運転制御の下で制御されている車速に相当する。

自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点がある。例えば、時刻ｔ_１の時点で、先行車のドライバーが交差点を目視し、減速させたとする。自車両は先行車に追従するために、自車両も減速する。時刻ｔ_２の時点で、先行車が何らかの理由で車線変更を行ったとする。ただし、この時点で、自車両の現在位置から交差点までの距離は、信号認識距離より長いため、自車両は、測距センサ１４０、カメラ１５０等で、交差点付近の地物を検出できない。先行車が自車両の前方からいなくなると、制御装置１８０は、現在の車速を、ドライバーにより設定された車速まで高くする。そのため、自車両の車速は、時刻ｔ_２以降、高くなる。そして、時刻ｔ_３の時点、又は、時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの間に、走行支援装置１００は、車載センサにより交差点付近に停止線があることを検出する。制御装置１８０は、自車両の現在位置から停止線までの距離を演算し、現在の車速に応じた制動距離と、停止線距離を比較する。

図２の例では、時刻ｔ_３の時点で、制動距離が停止線距離と等しくなるため、制御装置１８０は、停止線の手前で自車両を停車させるために、自車両の制御車速指令と停止線車速指令が一致するように、車速指令値を演算する。停止線車速指令は、制動距離等により決まる指令値であって、停止線の手前で自車両を停車させるための指令値である。

上記のように、図２の例では、自車両の前方に停止線があるにもかからず、時刻ｔ_２から時刻ｔ_３までの間で不要な加速が発生している。本実施形態では、このような不要な加速を防ぐために、停止線など、車速制御に影響する地物が自車両の進路方向の先にある場合には、現在の時刻より所定時間先の車速を、先読みで車速として演算している。つまり、制御装置１８０は、現在よりも先の時間における車速を予測している。現在の時刻より先の所定時間が先読み時間となる。

次に、車両の走行を支援するための制御処理を説明する。図３は、本実施形態の制御処理のフローを示すブロック図である。なお、以下に説明する走行制御処理は、制御装置１８０により実行される。また、以下に説明する走行制御処理は、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオンになった場合に開始し、イグニッションスイッチ又はパワースイッチがオフとなるまで所定の周期で（たとえば１０ミリ秒ごとに）繰り返し実行される。

また以下においては、ドライバーにより自動運転制御が入力（オン）されている場面を例示して説明する。すなわち、ドライバーが入力装置１６０を介して自動運転制御をオンに設定し、これにより、自車両の前方に先行車両が存在する場合には、ドライバーが設定した設定車間距離だけ先行車両から離れた状態で、自車両を追従する自動追従制御が実行される。

ステップＳ１にて、制御装置１８０は、車両情報に基づき車速指令値を演算する。車両情報は、車速センサ１３０で検出される車速情報、測距センサ１４０、１５０等のセンサで検出される検出データ、ユーザにより操作される入力装置１６０の操作情報、地図情報等である。例えば、自車両が先行車に追従する場合には、制御装置１８０は、車載センサを用いて、先行車の情報を車両情報として取得し、先行車の車速を演算する。制御装置１８０は、現在の車速と先行車の車速を比較し、現在の車速が先行車の車速と一致するように、車速指令値及び目標加速度を演算する。また、制御装置１８０は、ドライバーの設定車速で制御を行う場合には、入力装置１６０から車速情報を取得し、現在の車速がドライバー設定車速と一致するように、車速指令値及び目標加速度を演算する。

また、制御装置１８０は、自車両の進路方向の先に、車両を停車すべき地物を検出した場合、及び／又は、地図情報等から自車両の進路方向の先に存在する停止線の情報を取得した場合には、自車両の現在位置から停止線までの停止線距離を測定する。制御装置１８０は、現在の車速情報を取得し制動距離を演算する。制御装置１８０は、停止線距離、制動距離、及び現在の車速情報に基づき、自車両が停止線の手前で停止するように、車速指令値及び目標加速度を演算する。

ステップＳ２にて、制御装置１８０は、停止線取得機能により、地図情報及び／又はカメラ１５０の撮像画像から、自車両の進路方向の先に位置する停止線の情報を取得し、自車両の現在位置から停止線までの距離を演算する。

ステップＳ３にて、制御装置１８０は、カメラ１５０の撮像画像から、信号の灯火状態を検出する。なお、信号の灯火状態の情報は、カメラ１５０の撮像画像に限らず、例えば車車間通信、路車間通信で取得してもよい。

ステップＳ４にて、制御装置１８０は、信号の灯火状態に基づき先読み時間を設定する。先読み時間の長さは、信号の灯火状態に応じて予め設定されている。灯火状態が停止指示である場合には、制御装置１８０は、先読み時間を長めの時間に設定する。すなわち、制御装置１８０は、灯火状態が停止指示である場合には、灯火状態が停止指示以外の指示である場合と比較して、先読み時間を長くする。灯火状態が停止指示以外の指示（例えば通過指示）の場合には、制御装置１８０は、先読み時間を短めの時間に設定する。また、制御装置１８０は、灯火状態を検出できない場合には、灯火状態を検出できる場合に設定される先読み時間よりも、短い時間に設定する。制御装置１８０は、現在の車速の大きさに応じて、先読み時間を設定してもよい。例えば、灯火状態が停止指示であり、車速が大きい場合に、制御装置１８０は、信号の手前で安全に停車するために、先読み時間を長めに設定してもよい。

ステップＳ５にて、制御装置１８０は、車速指令値、目標加速度、及び先読み時間に基づき、先読み車速指令値を演算する。先読み時間が設定されている場合には、制御装置１８０は、現在の時刻から先読み時間の経過時点で到達する停止線の存在を予想し、自車両が加速している場合には、その加速が抑制されるように、先読み車速指令値を演算する。このとき、先読み時間が長い場合には、自車位置が停止線の位置から遠い位置で、加速を抑制する車速制御が開始されるため、車速は緩い傾斜で推移する。一方、先読み時間が短い場合には、自車位置が停止線の位置から近い位置で、加速を抑制する車速制御が開始されるため、加速を抑制するタイミングが、先読み時間が長い場合と比較して遅くなる。そのため、車速は、先読み時間が長い場合よりも大きな傾きで推移する。

制御装置１８０は、現在の時刻から先読み時間の経過時点で到達する停止線の存在を予想し、自車両を減速させる場合には、先読み時間の長さに応じて減速開始タイミングが変わるように、先読み車速指令値を演算する。先読み時間が長い場合には、自車位置が停止線から遠い位置から減速を開始するために、減速タイミングを早める。一方、先読み時間が短い場合には、自車位置が停止線に近い位置から減速を開始するために、減速タイミングを遅くし、減速量も小さくする。すなわち、先読み時間が短い場合には、先読み時間が長い場合と比較して、減速タイミングが遅くなり、減速量が小さくなる。

先読み時間が設定されていない場合には、制御装置１８０は、ステップＳ１の制御処理で演算された車速指令値と目標加速度に基づき、車速指令値を演算する。

ステップＳ６にて、制御装置１８０は、先読み車速指令値と、前回周期で演算された車速指令値（前回車速指令値）との差異に基づき、現在の車速を先読み車速指令値と一致させるために必要な必要加速度を演算する。なお、制御装置１８０は、車速の急変を防ぐために、車速の変化量に対して制限値を設けてもよい。例えば、自車両を加速させる際に、先読み車速指令値と、前回周期で演算された車速指令値（前回車速指令値）との差異が、予め設定された上限値より大きい場合には、制御装置１８０は、車速の変化量が上限値以下になるように、必要加速度を演算する。

ステップＳ７にて、制御装置１８０は、前回周期で演算された車速指令値（前回車速指令値）に必要加速度を加算して、制御車速指令値を演算する。そして、制御装置１８０は、制御車速指令値を駆動機構１７０に出力する。

次に、上記の制御フローで制御した場合の、自車両の車速変化を説明する。

図４は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。例えば、時刻ｔ_１の時点で、先行車のドライバーが交差点を目視し、減速させたとする。自車両は先行車に追従するために、自車両も減速する。時刻ｔ_２の時点で、先行車が何らかの理由で車線変更を行ったとする。

本実施形態とは異なり、先読み車速指令値を演算しない場合には、制御装置１８０は、自車両を先行車に追従させるために、車速指令値を大きくする。図３の例では、ドライバーが設定する車速が先行車の車速より低いため、ドライバーにより設定された車速が上限車速となり、制御装置１８０は、車速指令値を、上限車速に対応する車速指令値に設定する（図４のグラフａを参照）。

また、先読み時間を固定した場合には、車速指令値は図４のグラフｂのように推移する。先読み時間が設定されている場合には、時刻ｔ_２以降の加速が抑制される。そして、車速指令値が停止線車速指令値と一致すると、車速指令値は、停止線車速指令値に沿って推移する。

本実施形態では、灯火状態が停止指示になっているため、先読み時間が長い時間に設定される。車速指令値は図４のグラフｃのように推移する。すなわち、グラフｂと比較して、時刻ｔ_２以降の加速がより抑制される。そして、車速指令値が停止線車速指令値と一致すると、車速指令値は、停止線車速指令値に沿って推移する。これにより、不要な加速を抑制し、強すぎる加速も抑制できる。また、減速への推移も滑らかできる。

図５は、自車両が信号に向かって走行している時の車速指令値の特性を示すグラフである。図５において、横軸は自車両の位置を示し、縦軸は車速指令値を示す。図５のグラフにおいて、自車両がＬ_１からＬ_２の間を走行している場合には、走行支援装置１００は信号の灯火状態を検出できない。自車両がＬ_２からＬ_３の間を走行している場合には、走行支援装置１００は、信号の灯火状態を検出できる。

自車両がＬ_１からＬ_２の間を走行している場合に、制御装置１８０は、停止線情報（図５の例では信号の位置情報）を取得し、先読み車速指令値を演算する。先読み車速指令値は、現在の車速に対して交差点の手前で停車するための車速指令値である。信号の灯火状態は検出できないが、自車両の前方に信号が設置されることは認識できるため、制御装置１８０は、自車両が車両位置（Ｌ_２）に到達する前に、減速制御を実行する。

先読み時間を固定した場合には、車速指令値は図５のグラフａのように推移する。本実施形態では、灯火状態を検出できない場合には、灯火状態を検出できる場合に設定される先読み時間よりも、短い時間に設定する。そのため、グラフｂに示すように、本実施形態では、減速タイミングがグラフａと比較して遅くなり、減速量はグラフａと比較して小さくなる。これにより、灯火状態を検出できない場合には、過度に減速することを抑制できる。そして、自車両が車両位置（Ｌ_２）に到達すると、制御装置１８０は、カメラ１５０等を用いて、信号の灯火状態を検出できる状態になる。図５の例では、灯火状態が通過指示のため、制御装置１８０は、交差点の手前で停車する必要がないことを認識し、法定制限車速を上限に車速指令値を大きくする。

図６は、自車両が信号に向かって走行している時の車速指令値の特性を示すグラフである。図６の例では、自車両に対して近い位置にある信号（以下、第１信号と称す）の灯火状態は通過指示であり、自車両に対して遠い位置にある信号（以下、第２信号と称す）の灯火状態は停止指示である。時間ｔ_０の時点で、自車両は、第１信号の灯火状態を検出できず、第２信号の灯火状態を検出できるとする。

制御装置１８０は、自車両の進路方向の先に存在する地物として、複数の信号を検出できる場合には、それぞれの信号の灯火状態に応じて先読み時間を設定する。図６の例では、第１信号の灯火状態を検出することができないため、制御装置１８０は、第１信号に対応させて、短い先読み時間（以下、第１先読み時間と称す。）を設定する。一方、第２信号の灯火状態が停止指示であることを検出できるため、制御装置１８０は、第２信号に対応させて、長めの先読み時間（以下、第２先読み時間と称す。）を設定する。第１先読み時間は第２先読み時間より短い。

制御装置１８０は、複数の先読み時時間に対応させて、先読み車速指令値をそれぞれ演算する。すなわち、制御装置１８０は、第１先読み時間に設定する場合の車速指令値（以下、第１車速指令値）と、第２先読み時間に設定する場合の車速指令値（以下、第２車速指令値）とを演算する。制御装置１８０は、第１車速指令値と第２車速指令値のうち低い方の指令値を、制御車速指令値として演算する。

図６に示すように、制御装置１８０は、第１車速指令値よりも低い第２車速指令値を、制御車速指令値として演算する。これにより、複数の信号が設置されており、自車両に近い側の信号の灯火状態を検出できない場合も、後方の停止線で停止できるように、車速を制御できる。

上記のように本実施形態では、制御装置１８０は、自車両の車両情報に基づき車速指令値を生成し、自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間（先読み時間）先の先読み車速指令値を演算し、先読み車速指令値に基づき自車両を制御する。また自車両の周囲に位置する信号の灯火状態を検出し、灯火状態に基づき先読み時間を設定する。これにより、停止指示の信号手前での不要な加速を抑制できる。

また本実施形態では、灯火状態が停止指示である場合には、灯火状態が停止指示以外の指示である場合と比較して、先読み時間を長くする。これにより、信号が停止指示（赤表示）であれば、先読み時間を長くすることで、停止線手前での不要な加速を抑制でき、減速タイミングを早くすることができる。その結果として、乗員に安心感を与えることができる。

また本実施形態では、灯火状態を検出できない場合には、灯火状態を検出できる場合と比較して、読み取り時間を短くする。これにより、信号が通過指示（青表示）にもかかわらず、自車両が灯火状態を検出できない距離にいる場合、先読み時間を短くすることで、停止線手前での不要な減速を抑制できる。その結果として、乗員に与える違和感を低減できる。

また本実施形態では、複数の信号をそれぞれ検出し、検出された複数の信号に対して先読み時間を設定し、複数の先読み時間に対応させて先読み車速指令値をそれぞれ演算し、複数の先読み車速指令値のうち、最も小さい車速指令値に基づき前記自車両を制御する。これにより、例えば、複数の信号が設置されており、自車両に近い側の信号の灯火状態を検出できない場合も、後方の停止線で停止できるように、車速を制御できる。

また本実施形態の変形例として、信号の灯火状態が停止指示であることを検出した状態から、信号の灯火状態を検出できない状態に切り替わった場合には、制御装置１８０は、灯火状態が停止指示であることを検出している場合の先読み時間と比較して、先読み時間を長くする。例えば、停止指示を検出できる状態から、一時的に灯火状態を検出できなくなった場合には、先読み時間を長くすることで、減速度変動を抑制できる。

また本実施形態の変形例として、先読み時間を変更する場合に、制御装置１８０は、先読み時間の変化量を所定の変化量閾値以下に制限してもよい。これにより、減速中又は加速中に、加速度が急激に変化することを抑制できる。

なお、本実施形態では、地物を検出する場合に、自車両の進路方向の先は必ずしも自車両の前方に限らない。例えば、自車両が走行している状態で、自車両の先が分岐路であり車線変更を予定している場合には、車線変更後の進路方向の先に位置する地物として検出してもよい。

《第２実施形態》
本発明の他の実施形態に係る走行支援装置を説明する。本実施形態では、上述した第１実施形態に対して、制御装置１８０における目標車速及び目標加速度の演算方法が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第１実施形態と同じであり、その記載を適宜、援用する。

制御装置１８０は、以下に説明する演算方法で、先読み車速指令値を演算している。

図７は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。時刻ｔ_１は現在の時刻を示し、時刻ｔ_０は、現在の時刻ｔ_１よりも、演算周期で１周期分前の時刻を示している。時刻ｔ_１と時刻ｔ_２との間の時間は、先読み時間を示している。

制御装置１８０は、時刻ｔ_１の時点で、停止線取得機能により停止線の情報を取得し、自車両の現在位置から停止線までの距離を演算する。停止線は、信号付近に設けられている。制御装置１８０は、停止線までの距離に応じて、停止線車速指令を演算する。停止線車速指令は、自車両の位置に対して停止線の手前で止まるための目標車速（以下、目標停止車速とも称す。）を示している。また、制御装置１８０は、停止線車速指令で示される車速の減少量から、停止線の手前で停止するための目標加速度（以下目標停止加速度とも称す。）を演算する。これにより、制御装置１８０は、現在の車両情報に基づき、現在の目標停止車速（Ｖ_ｔｓ１）及び現在の目標停止加速度（Ａ_ｔｓ１）を演算する。

制御装置１８０は、信号の灯火状態に基づき先読み時間を設定する。制御装置１８０は、現在の目標停止車速（Ｖ_ｔｓ１）及び現在の目標停止加速度（Ａ_ｔｓ１）に基づき、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）を演算する。先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）は、現在の時刻（ｔ_１）よりも先読み時間分、先の時刻（ｔ_２）の目標車速である。制御装置１８０は、先読み時間に目標停止加速度（Ａ_ｔｓ１）を乗算することで、先読み時間分の速度の減少量を演算し、現在の目標停止車速（Ｖ_ｔｓ１）に速度の減少量を加算することで、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）を演算する。

制御装置１８０は、前回の演算周期で演算された目標車速（Ｖ_ｔ０）と先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）に基づき、前回の目標車速（Ｖ_ｔ０）から先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）まで変化させるために必要な必要加速度（Ａ_ｒ）を演算する。制御装置１８０は、目標車速（Ｖ_ｔ０）と先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）との速度差を演算し、演算された速度差を、前回の演算周期の時刻（ｔ_０）から時刻（ｔ_２）までの時間で除算することで、必要加速度（Ａ_ｒ）を演算する。

次に、制御装置１８０は、目標車速（Ｖ_ｔ０）と必要加速度（Ａ_ｒ）に基づき、現在の目標車速を演算する。具体的には、制御装置１８０は、必要加速度（Ａ_ｒ）に演算周期分の時間を乗算して速度の変化量を演算し、目標車速（Ｖ_ｔ０）に演算された速度変化量を加算して、現在の目標車速（Ｖ_ｔ１）を演算する。

上記のように本実施形態では、制御装置１８０は、車両情報に基づき、自車両が信号の付近で停止するための目標停止車速（Ｖ_ｔｓ１）及び目標停止加速度（Ａ_ｔｓ１）をそれぞれ演算し、現在の目標停止車速（Ｖ_ｔｓ１）と現在の目標停止加速度（Ａ_ｔｓ１）に基づいて先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）を演算し、前回の車速指令値で示される車速（Ｖ_ｔ０）から先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）まで変化させるために必要な必要加速度（Ａ_ｒ）を演算し、車速指令値の演算周期と必要加速度（Ａ_ｒ）に基づき、現在の目標車速（Ｖ_ｔ１）を演算する。これにより、先読み時間後の目標車速を直接的に演算できない場合に、目標停止車速（Ｖ_ｔｓ１）及び目標停止加速度（Ａ_ｔｓ１）から、先読み時間後の目標車速を演算できる。また、前回の車速指令値で示される車速（Ｖ_ｔ０）から先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）から現在の目標車速（Ｖ_ｔ１）を演算できる。

《第３実施形態》
本発明の他の実施形態に係る走行支援装置を説明する。本実施形態では、上述した第２実施形態に対して、必要加速度に対して上限加速度が設定されている点が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第２実施形態と同じであり、その記載を適宜、援用する。

図８は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図８において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。時刻ｔ_１は現在の時刻を示し、時刻ｔ_０は、現在の時刻ｔ_１よりも、演算周期で１周期分前の時刻を示している。時刻ｔ_１と時刻ｔ_２との間の時間は、先読み時間を示している。

本実施形態では、必要加速度（Ａ_ｒ）に対して上限加速度が予め設定されている。制御装置１８０は、前回の演算周期で演算された目標車速（Ｖ_ｔ０）と先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）に基づき必要加速度（Ａ_ｒ）を演算した後に、演算された必要加速度（Ａ_ｒ）と上限加速度とを比較する。必要加速度（Ａ_ｒ）が上限加速度より高い場合には、制御装置１８０は、先読み目標車速の代わりに、現在の車速指令値で示される目標車速を、車両制御用の目標車速として選択する。現在の車速指令値で示される目標車速は、例えば、アクセル操作に応じて要求トルクにより決まる車速である。例えば、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１の間で、ドライバーによるアクセル操作により、加速要求があった時に、車速が先読み目標車速に基づき制御された場合には、加速が抑制されるおそれがある。そのため、本実施形態では、必要加速度（Ａ_ｒ）が上限加速度より高い場合には、先読み目標車速を制御用の車速に選択しない。

一方、必要加速度（Ａ_ｒ）が上限加速度以下である場合には、制御装置１８０は、目標車速（Ｖ_ｔ０）と必要加速度（Ａ_ｒ）に基づき、現在の目標車速を演算する。そして、制御装置１８０は、必要加速度（Ａ_ｒ）に基づき演算された現在の目標車速を、制御用の目標車速に選択する。

上記のように本実施形態では、制御装置１８０は、必要加速度（Ａ_ｒ）が所定の上限加速度より高い場合には、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）の代わりに、現在の車速指令値で示される目標車速を、車両制御用の目標車速として選択する。これにより車速指令値を瞬時に高めることができる。

《第４実施形態》
本発明の他の実施形態に係る走行支援装置を説明する。本実施形態では、上述した第２実施形態に対して、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）の許容範囲が設定されている点が異なる。これ以外の構成及び制御処理は上述した第２実施形態と同じであり、第２実施形態又は第３実施形態の記載を適宜、援用する。

図９は、自車両が先行車に追従している状態で、先行車が車線変更を行った場合の車速指令値の特性を示すグラフである。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は車速指令値を示す。自車両は自動運転制御により先行車を追従している。自車両及び先行車の前方には、交差点があり、灯火状態は停車指示である。時刻ｔ_１は現在の時刻を示し、時刻ｔ_０は、現在の時刻ｔ_１よりも、演算周期で１周期分前の時刻を示している。時刻ｔ_１と時刻ｔ_２との間の時間は、先読み時間を示している。

例えば、自車両が停止線に近づき、停止線までの距離が短くなるようなシーンでは、図９のグラフｂに示すように、停止線車速指令を示す傾きが負方向に大きくなり、先読み車速目標車速（Ｖ_ｔｓ２）が負になることがある。そして、車速が、負の先読み車速目標車速（Ｖ_ｔｓ２）に基づき制御された場合には、停止線付近でのブレーキ量が大きくなり、車両停止時の車両の挙動が大きくなる。本実施形態では、車両停止時の車両の挙動が大きくなることを防ぐために、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）の許容範囲が設定されている。

先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）の許容範囲は正の範囲に設定されている。制御装置１８０は、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）を演算した後に、演算された先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）が許容範囲の下限値を比較する。許容範囲の下限値はゼロである。そして、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）が許容範囲の下限値より低い場合、すなわち、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）が負値である場合には、制御装置１８０は、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）が正値になるように、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）を許容範囲内に制限する。

図９に示すように、グラフａは、制限後の先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）を示している。グラフａに示すように、先読み目標車速（Ｖ_ｔｓ２）が下限値のゼロに制限されるため、停止線車速指令を示す傾きは、グラフｂと比較して緩やかになる。これにより、車両を停車線でスムーズに停車させることができる。

上記のように、本実施形態では、先読み目標車速は所定の許容範囲内に制限されている、これにより、現在時刻の目標車速が負になることを防ぎ、車両を停車線でスムーズに停車させることができる。

１００…走行支援装置
１１０…自車位置検出装置
１２０…地図データベース
１３０…車速センサ
１４０…測距センサ
１５０…カメラ
１６０…入力装置
１７０…駆動機構
１８０…制御装置
１９０…ヨーレートセンサ

Claims (10)

1. 自車両の車両情報に基づき、前記自車両の車速を制御するための車速指令値を生成し、
   自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間先の前記車速指令値を、先読み車速指令値として演算し、
   前記先読み車速指令値に基づき、前記自車両を制御するプロセッサを備えた車両の走行支援方法であって、
   前記プロセッサは、
   前記自車両の周囲に位置し、前記地物に含まれる信号の灯火状態を検出し、
   検出された灯火状態が停止指示である場合には、前記灯火状態が前記停止指示以外の指示である場合と比較して、前記所定時間を長くする走行支援方法。
2. 自車両の車両情報に基づき、前記自車両の車速を制御するための車速指令値を生成し、
   自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間先の前記車速指令値を、先読み車速指令値として演算し、
   前記先読み車速指令値に基づき、前記自車両を制御するプロセッサを備えた車両の走行支援方法であって、
   前記プロセッサは、
   前記自車両の周囲に位置し、前記地物に含まれる信号の灯火状態を検出し、
   前記灯火状態を検出できない場合には、前記灯火状態を検出できる場合と比較して、前記所定時間を短くする走行支援方法。
3. 前記灯火状態が停止指示であることを検出した状態から、前記灯火状態を検出できない状態に切り替わった場合には、前記灯火状態が停止指示であることを検出している場合と比較して、前記所定時間を長くする請求項１記載の走行支援方法。
4. 前記所定時間を変更する場合に、前記所定時間の変化量を所定の変化量閾値以下に制限する請求項１～３のいずれか一項に記載の走行支援方法。
5. 複数の前記信号を検出し、
   検出された前記複数の信号に対して前記所定時間を設定し、
   設定された複数の前記所定時間に対応させて、前記先読み車速指令値をそれぞれ演算し、
   演算された複数の前記先読み車速指令値のうち、最も小さい前記車速指令値に基づき前記自車両を制御する請求項１～４のいずれか一項に記載の走行支援方法。
6. 前記車両情報に基づき、前記自車両が前記信号の付近で停止するための目標停止車速及び目標停止加速度をそれぞれ演算し、
   現在の前記目標停止車速と現在の前記目標停止加速度に基づいて、前記現在の時刻よりも前記所定時間先の目標車速である先読み目標車速を演算し、
   前回の車速指令値で示される車速から前記先読み目標車速まで変化させるために必要な必要加速度を演算し、
   前記車速指令値の演算周期と前記必要加速度に基づき、現在の目標車速を演算する請求項１～５のいずれか一項に記載の走行支援方法。
7. 前記必要加速度が所定の上限加速度より高い場合には、前記先読み目標車速の代わりに、現在の前記車速指令値で示される目標車速を、車両制御用の目標車速として選択する請求項６記載の走行支援方法。
8. 前記先読み目標車速は所定の許容範囲内に制限される請求項６又は７記載の走行支援方法。
9. プロセッサを有する車両の走行支援装置であって、
   前記プロセッサは
   自車両の車両情報に基づき、前記自車両の車速を制御するための車速指令値を生成し、
   自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間先の前記車速指令値を、先読み車速指令値として演算し、
   前記先読み車速指令値に基づき、前記自車両を制御し、
   前記自車両の周囲に位置し、前記地物に含まれる信号の灯火状態を検出し、
   検出された灯火状態が停止指示である場合には、前記灯火状態が前記停止指示以外の指示である場合と比較して、前記所定時間を長くする走行支援装置。
10. プロセッサを有する車両の走行支援装置であって、
    前記プロセッサは
    自車両の車両情報に基づき、前記自車両の車速を制御するための車速指令値を生成し、
    自車両の進路方向の先に存在する地物の情報に基づき、現在の時刻より所定時間先の前記車速指令値を、先読み車速指令値として演算し、
    前記先読み車速指令値に基づき、前記自車両を制御し、
    前記自車両の周囲に位置し、前記地物に含まれる信号の灯火状態を検出し、
    前記灯火状態を検出できない場合には、前記灯火状態を検出できる場合と比較して、前記所定時間を短くする走行支援装置。

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