车辆的行驶控制装置的制作方法

本发明涉及向存在于本车辆前方的弯道进入时控制车速的车辆的行驶控制装置。

背景技术

近年来，在汽车等车辆中，作为包括自动驾驶的驾驶辅助的技术，开发了以使本车辆沿着目标路线自动行驶的方式进行控制的技术。在沿着该目标路线的自动行驶中，当在存在于前方的弯道上行驶时，需要以使进入弯道时的车速减小等能够安全地通过弯道的方式进行控制。

例如，在专利文献1中公开了，根据与利用图像识别装置测得的车道宽度对基于由导航装置获取的弯道的曲率信息而算出的车辆的目标速度进行校正，由此进行反映弯道的实际状况的速度控制的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5124415号公报

技术实现要素：

技术问题

然而，在专利文献1中公开的现有的技术中，在因积雪、浓雾、暴雨等而导致无法充分识别本车辆的周边环境的情况下，难以实现以反映此时的道路的路面状况的适当的车速进行弯道行驶。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种即使在无法充分识别本车辆的周边环境的情况下，也能够以反映道路的路面状况的适当的车速进行弯道行驶的车辆的行驶控制装置。

技术方案

本发明的一个方式的车辆的行驶控制装置具备：减速校正判断部，其获取存在于本车辆前方的弯道的信息，基于上述弯道的信息判断在向上述弯道进入时是否需要进行本车辆的车速的减速校正；车道检测评价部，其在判断为需要进行上述减速校正的情况下，根据上述弯道的近前的车道的检测状态来评价向上述弯道进入前的道路的路面状况；控制增益设定部，其基于上述车道的检测状态的评价值来设定上述减速校正的控制增益；以及减速控制部，其基于上述控制增益，在向上述弯道进入时对本车辆的车速进行减速控制。

发明效果

根据本发明，即使在无法充分识别本车辆的周边环境的情况下，也能够以反映道路的路面状况的适当的车速进行弯道行驶。

附图说明

图1是行驶控制系统的构成图。

图2是表示本车辆与弯道之间的位置关系的说明图。

图3是表示白线检测评价值与控制增益之间的关系的说明图。

图4是表示进入弯道时的车速变化的说明图。

图5是表示车速校正增益的变化的说明图。

图6是弯道减速控制的流程图。

符号说明

1：行驶控制系统

10：外部环境识别装置

20：测位装置

30：地图信息处理装置

40：发动机控制装置

50：变速器控制装置

60：制动控制装置

70：转向控制装置

80：警报/信息提示控制装置

100：行驶控制装置

101：减速校正判断部

102：车道检测评价部

103：控制增益设定部

104：减速控制部

gl：控制开始距离校正增益

glimit：限速校正增益

gv：车速校正增益

lr1：评价值计算距离

lr2：控制开始距离

lr3：弯道开始距离

pline：阈值

pratelimit：限速

vr_tgt：目标车速

value_line：白线检测评价值

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在图1中，符号1是汽车等车辆的行驶控制系统，执行包括车辆的自主的自动驾驶的行驶控制。该行驶控制系统1以行驶控制装置100为中心，构成为具备外部环境识别装置10、测位装置20、地图信息处理装置30、发动机控制装置40、变速器控制装置50、制动控制装置60、转向控制装置70、警报/信息提示控制装置80，介由通信总线150将各装置连接到网络。

外部环境识别装置10具备车载的照相机单元11、毫米波雷达、激光雷达等雷达装置12等环境识别用的各种设备和/或检测外界气温作为本车辆所行驶的外界环境的气象条件之一的外界气温传感器13等各种传感器。外部环境识别装置10除了利用由照相机单元11、雷达装置12等检测到的本车辆周围的物体的检测信息、由外界气温传感器13检测到的外界气温等环境信息来识别本车辆周围的外部环境以外，还利用通过路车间通信、车车间通信等基础设施通信获取的交通信息、由测位装置20测得的本车辆的位置信息、来自地图信息处理装置30的地图信息等来识别本车辆周围的外部环境。

例如，在搭载有由从不同的视角对同一对象物进行拍摄的两台照相机构成的立体照相机作为照相机单元11的情况下，可以通过对由该立体照相机拍摄到的左右一对图像进行立体处理来三维地识别外部环境。作为立体照相机的照相机单元11例如是在车室内上部的前窗内侧的后视镜附近，以预定的基线长度在车宽方向的左右配置有具有ccd、cmos等拍摄元件的快门同步的两台彩色照相机。

由作为立体照相机的照相机单元11拍摄到的左右一对图像是通过匹配处理求出左右图像之间的对应位置的像素偏离量(视差)，将像素偏离量转换成亮度数据等而生成距离图像。对于该距离图像上的点，根据三角测量的原理，将其坐标转换成以本车辆的车宽方向即左右方向为x轴，以车高方向为y轴，以车长方向即距离方向为z轴的实际空间上的点，三维地识别本车辆所行驶的道路的白线(车道线)、障碍物、在本车辆前方行驶的车辆等。

作为车道线的道路白线可以通过从图像中提取成为白线的候选的点组，算出连结该候选点的直线、曲线来识别。例如，在设定于图像上的白线检测区域内，在沿着水平方向(车宽方向)设定的多个探索线上进行亮度变化为预定以上的边缘的检测，针对每个探索线检测一组白线起点和白线终点，将白线起点与白线终点之间的中间的区域提取为白线候选点。

然后，对基于单位时间的车辆移动量的、白线候选点的空间坐标位置的时间系列数据进行处理，算出对左右的白线进行近似而得到的模型，利用该模型来识别白线。作为白线的近似模型，可以使用将通过霍夫变换求出的直线分量连结而得到的近似模型和/或用二次多项式等曲线进行近似而得到的模型。

测位装置20以基于来自gps卫星等多个导航卫星的信号的测位为主来检测本车辆的车辆位置。另外，在因为来自卫星的信号(电波)的捕获状态化和/或电波的反射而引起的多通道的影响等而导致测位精度变差的情况下，并用使用了陀螺仪传感器22、车速传感器23等车载传感器的自主导航进行的测位来检测本车辆的车辆位置。

在由多个导航卫星进行的测位中，介由接收机21接收包括与从导航卫星发送的轨道和时刻等相关的信息的信号，基于接收到的信号，将本车辆的自身位置作为包括经度、纬度、高度和时间信息的绝对位置进行测定。另外，在通过自主导航进行的测位中，基于通过陀螺仪传感器22检测到的本车辆的行进方位以及根据从车速传感器23输出的车速脉冲等算出的本车辆的移动距离对作为相对的位置变化的本车位置进行测定。

另外，测位装置20可以一体地具备通过路车间通信、车车间通信等基础设施通信来获取交通信息的通信单元。

地图信息处理装置30具备地图数据库db，根据由测位装置20测得的本车辆的位置数据确定并输出在地图数据库db的地图数据上的位置。在地图数据库db中存储有例如主要在车辆行驶的路径指引、表示车辆的当前位置时参照的导航用的地图数据，以及比该地图数据更详细的在进行包括自动驾驶的驾驶辅助控制时参照的行驶控制用的地图数据。

导航用的地图数据介由链路将当前的节点之前的节点与之后的节点分别连结，在各链路中保存有与设置于道路的信号灯、道路标识、建筑物等有关的信息。另一方面，行驶控制用的高精度的地图数据在节点与之后的节点之间具有多个数据点。在该数据点，与数据的可靠度、数据更新日期等属性数据一起，存储有本车辆所行驶的道路的每个车道的曲率、车道宽度、路肩宽度等道路形状数据，道路方位角、道路白线种类、车道数目等行驶控制用数据。

地图信息处理装置30进行本车辆位置的测位结果与地图数据的比对，并将基于该比对结果的行驶路径指引和/或交通信息介由未图示的显示装置向驾驶员提示。另外，地图信息处理装置30介由通信总线150发送本车辆所行驶的道路的曲率、车道宽度、路肩宽度等道路形状数据、道路方位角、道路白线种类、车道数目等行驶控制用的地图信息。另外，行驶控制用的地图信息主要向行驶控制装置100发送，但也可以根据需要向其他控制装置发送。

此外，地图信息处理装置30进行地图数据库db的维护管理，检测地图数据库db的节点、链路、数据点并始终维持到最新的状态，并且，还对于在数据库上不存在数据的区域制作/添加新数据，构建更详细的数据库。地图数据库db的数据更新和新数据的添加通过比对利用测位装置20测得的位置数据与存储在地图数据库db中的数据来进行。

发动机控制装置40基于来自检测发动机驾驶状态的各种传感器类的信号和介由通信总线150发送的各种控制信息，控制发动机(未图示)的运转状态。发动机控制装置40基于例如吸入空气量、节气门开度、发动机水温、进气温度、空燃比、曲柄角、加速器开度、其他车辆信息，执行以燃料喷射控制、点火时期控制、电子控制节气门的开度控制等为主的发动机控制。

变速器控制装置50基于来自检测变速位置、车速等的传感器类的信号和/或介由通信总线150发送的各种控制信息，控制对自动变速器(未图示)供给的油压，根据预先设定的变速特性控制自动变速器。

制动控制装置60基于例如制动开关、四个车轮的速度、方向盘角、横摆率、其他车辆信息，相对于驾驶员的制动操作独立地控制四个轮的制动装置(未图示)。另外，制动控制装置60基于各轮的制动力算出各轮的制动液压，进行防抱死制动系统和/或防侧滑控制等。

转向控制装置70基于例如车速、驾驶员的转向扭矩、方向盘角、横摆率、其他车辆信息，控制由设置于转向系统的电动助力转向马达(未图示)产生的转向扭矩。该转向扭矩的控制作为用于实现使实际转向角与目标转向角一致的目标转向扭矩的电动助力转向马达的电流控制来执行，在不存在由驾驶员的方向盘操作引起的超控(override)的情况下，通过例如pid控制来控制电动助力转向马达的驱动电流。

警报/信息提示控制装置80是控制在车辆的各种装置产生异常时和/或用于唤起驾驶员注意的警报，以及向驾驶员提示的各种信息的输出的装置。例如使用监视器、显示器、报警灯等视觉性输出和扬声器/蜂鸣器等听觉性输出中的至少一方，进行警报/信息提示。在执行包括自动驾驶的驾驶辅助控制中，警报/信息提示控制装置80向驾驶员提示其控制状态，另外，在通过驾驶员的操作使包括自动驾驶的驾驶辅助控制停止的情况下，向驾驶员通知此时的行驶状态。

接下来，对成为行驶控制系统1的中心的行驶控制装置100进行说明。行驶控制装置100在驾驶员通过操作未图示的开关、面板等而设定为自动驾驶、驾驶辅助的行驶模式时，例如根据驾驶员输入，根据地图数据库db设定本车辆跟随行驶的目标路线。然后，行驶控制装置100基于由外部环境识别装置10得到的外部环境的识别信息、来自测位装置20和地图信息处理装置30的信息和/或交通信息等，以使本车辆沿着目标路线行驶的方式，执行介由发动机控制装置40、变速器控制装置50、制动控制装置60和转向控制装置70的行驶控制。

在向目标路线的行驶控制中，行驶控制装置100基于来自测位装置20和/或地图信息处理装置30的信息，在判断为本车辆前方存在弯道的情况下，以使本车辆能够安全通过弯道的方式使进入弯道的速度减小。这时，调查在进入弯道之前的实际的道路的路面状况，即使是相同的曲率的弯道，也根据路面状况的检测状态而改变弯道减速控制中的进入弯道时的车速和/或减速的时机。如后所述，假定为路面状况比通常时差，相对于通常的弯道行驶，该弯道减速控制中的控制增益的改变成为使车速进一步降低，另外，使车速更缓慢地降低这样的改变。

因此，行驶控制装置100具备减速校正判断部101、车道检测评价部102、控制增益设定部103、减速控制部104作为与弯道减速控制相关的功能部。简略而言，行驶控制装置100在通过这些功能部判断为在通过前方的弯道时需要使本车辆减速的情况下，通过评价本车辆的行驶车道的检测状态，并根据其评价值改变与弯道行驶有关的各种控制增益，从而能够以适当的车速进行弯道行驶。

详细而言，减速校正判断部101从测位装置20、地图信息处理装置30获取本车辆进入的弯道的曲率半径、车道宽度等信息，基于当前的目标车速下的弯道的行驶速度和弯道的曲率半径，计算弯道行驶时的横向加速度。然后，对该当前的目标车速下的横向加速度与预先设定的允许横向加速度进行比较，判断是否有必要进行进入弯道之前的车速的减速校正。

考虑到弯道的曲率半径、车道宽度、道路坡度等，以能够不给驾驶员带来不安感、不适感的适当的车速进行弯道行驶的方式预先设定允许横向加速度。减速校正判断部101在当前的目标车速下的横向加速度比允许横向加速度大的情况下，判断为需要进行进入弯道之前的车速的减速校正，向车道检测评价部102和控制增益设定部103通知。另一方面，在当前的车速下的横向加速度为允许横向加速度以下的情况下，判断为不需要进行进入弯道之前的车速的减速校正，使与弯道减速控制相关的其他功能部处于待机状态。

车道检测评价部102在由减速校正判断部101判断为需要进行进入弯道之前的车速的减速校正的情况下，通过弯道近前的车道的检测状态来评价进入弯道之前的道路的路面状况。然后，车道检测评价部102基于车道的检测状态的评价值，判断是否执行与通常时相比，将进入弯道时的车速、减速的时机变更到减速侧的校正。

具体而言，车道检测评价部102评价由外部环境识别装置10识别到的作为车道的白线的检测状态，计算白线检测评价值value_line。例如，如图2所示，在本车辆cr相对于半径r的弯道cv的开始位置而位于距离lr3(弯道开始距离lr3)的位置的情况下，将比从本车辆cr到开始弯道减速控制的位置为止的距离lr2(控制开始距离lr2)短的预定的距离作为用于计算评价值的评价值计算距离lr1，在该评价值计算距离lr1内计算白线检测评价值value_line。

如以下的(1)式所示，白线检测评价值value_line作为评价值计算距离lr1与在相同的距离内识别出的白线的长度lline的比值而被计算。车道检测评价部102将白线检测评价值value_line与预先设定的阈值pline进行比较，在以下的(2)式的条件成立的情况下，向控制增益设定部103指示对进入弯道的减速控制中的控制增益进行改变。

value_line＝lline/lr1…(1)

value_line＜pline…(2)

阈值pline是用于判断像雪路、恶劣天气时的行驶那样，在白线的检测状态降低而仅能够局部地识别白线的路面状况的阈值，在value_line＜pline的情况下，判断为是在路面摩擦系数低的恶劣条件下的行驶，需要相对于通常的干燥路面下的行驶来改变弯道减速控制中的控制增益。另一方面，在value_line≥pline的情况下，能够良好地检测出白线，作为在通常的干燥路面下的行驶，车道检测评价部102以使弯道减速控制的控制增益为通常的值的方式对控制增益设定部103进行指示。

另外，在车道检测评价部102中，在(2)式的条件成立的情况下，可以考虑到由外界气温传感器13检测到的外界气温等的周围环境以及车辆的加热器工作状态、雨刷器的工作状态、白天的时间带下的有无前照灯的点亮等车辆状态，再次确认弯道减速控制的改变。

例如，在(2)式的条件成立且外界气温低、加热器工作的情况下，可以判断为雪路行驶，另外，在雨刷器工作，或者即使是白天，前照灯也点亮的状态下，可以判断为是在暴风雪、暴雨、浓雾等视野不好的环境下的行驶。通过这样的经过考虑到本车辆周围的环境和车辆状态的再次确认来实施弯道减速控制的变更，能够避免暂时的错误识别等的影响而提高控制可靠性。

控制增益设定部103根据白线检测评价值value_line来改变弯道减速控制的控制增益。在本实施方式中，控制增益设定部103设定用于校正进入弯道时的目标车速vr_tgt的车速校正增益gv、用于校正对控制输出的变化速度进行限制的限速pratelimit的限速校正增益glimit、用于校正控制开始距离lr2(参照图2)的控制开始距离校正增益gl来作为弯道减速控制的控制增益。

在value_line≥pline的情况下，将车速校正增益gv、限速校正增益glimit、控制开始距离校正增益gl设定为gv＝1.0、glimit＝1.0、gl＝1.0，没有对假定通常的干燥路面而设定的最佳的目标车速vr_tgt、限速pratelimit、控制开始距离lr2进行校正而使用。

另一方面，在value_line＜pline的情况下，如图3所示，车速校正增益gv、限速校正增益glimit、控制开始距离校正增益gl从通常时的值改变，以白线检测评价值value_line的值变得越小，各增益的值变得越小的方式设定。

减速控制部104使用由控制增益设定部103设定的车速校正增益gv、限速校正增益glimit、控制开始距离校正增益gl来控制进入弯道时的车速和控制开始的时机。具体而言，如以下的(3)～(5)式所示，用车速校正增益gv、限速校正增益glimit、控制开始距离校正增益gl对针对弯道的通常时的目标车速vr_tgt、通常时的控制开始距离lr2、通常时的限速pratelimit进行校正，算出校正后的目标车速v'r_tgt、校正后的控制开始距离l'r2、校正后的限速p'ratelimit。

v'r_tgt＝gv×vr_tgt…(3)

l'r2＝gl×lr2…(4)

p'ratelimit＝glimit×pratelimit…(5)

例如，在判断为在行驶中检测到前方的弯道而需要减速，在评价值计算距离lr1处的评价结果为value_line≥pline的情况下，由于是假定干燥路面的通常的弯道行驶中gv＝1.0、glimit＝1.0、gl＝1.0，所以如图4所示，以判断为需要进行弯道减速的地点作为基准，在到达预先确定的通常时的控制开始距离lr2时开始减速。然后，在从控制开始距离lr2到到达弯道开始距离lr3的期间，将车速v减速到目标车速vr_tgt，控制进入弯道时的车速。

对此，在判断为行驶中检测到前方的弯道而需要减速，在评价值计算距离lr1处的评价结果为value_line＜pline的情况下，如图5所示，将车速校正增益gv变更为比通常时的值小的值。例如，在通常的干燥路面下的进入弯道时的车速校正增益gv为gv＝1.0，value_line＜pline的条件成立的情况下，将车速校正增益gv变更为gv＝0.8。

另外，如图4所示，将控制开始距离lr2变更为比通常时短的控制开始距离l'r2，比通常时提前开始减速。然后，在从控制开始距离l'r2到到达弯道开始距离lr3为止，以车速v成为比通常时的进入弯道的目标车速vr_tgt低的目标车速v'r_tgt的方式进行减速，控制进入弯道时的车速。此时，限速也因为在控制开始距离l'r2变更为比通常时的限速pratelimit小的限速p'ratelimit，向着目标车速v'r_tgt更缓慢地减速。

接下来，使用图6所示的流程图对通过以上的行驶控制装置100执行的弯道减速控制的程序处理进行说明。

在该弯道减速控制处理中，在最初的步骤s1中，在本车辆前方检测到弯道时，例如基于弯道的曲率半径、车道宽度、道路坡度等算出当前的车速下的横向加速度，判断是否有必要进行进入弯道之前的减速。在当前的车速下的横向加速度为允许横向加速度以下的情况下，判断为不需要进行进入弯道之前的减速，退出本处理，在当前的车速下的横向加速度超过允许横向加速度的情况下，判断为需要进行进入弯道之前的减速，进入为了实施弯道减速控制的步骤s2。

在步骤s2中，评价作为本车辆所行驶的车道的能够识别的白线的长度lline，调查是否有弯道减速控制的控制增益的改变。即，如上所说明，将作为白线的识别距离与评价值计算距离lr1的比值而计算的白线检测评价值value_line与阈值pline进行比较，判断是否有弯道减速控制中的控制增益的改变。

在步骤s2中，在value_line≥pline，判断为没有控制增益的改变的情况下，从步骤s2跳转到步骤s5，实施假定为通常的弯道行驶的减速控制。在该通常的弯道减速控制中，在本车辆从控制开始距离lr2到到达弯道开始距离lr3为止，减速到弯道行驶的目标车速vr_tgt，另外，以不使车速变化超过限速pratelimit而发生急剧变化的方式进行限制。

另一方面，在步骤s2中，在value_line＜pline，判断为有控制增益的改变的情况下，从步骤s2进入步骤s3，针对控制增益的改变进行再次确认。该步骤s3的处理是根据外界气温等周围环境、车辆的加热器工作状态、雨刷器的工作状态、白天的时间带下的有无前照灯的点亮等车辆状态来最终确认是否可以进行控制增益的改变的处理。

然后，在步骤s3中确认为最终有控制增益的改变的情况下，从步骤s3进入步骤s4。在根据周围环境、车辆状态无法确认是否需要控制增益的改变的情况下，从步骤s3向步骤s5跳转，实施假定为通常的弯道行驶的减速控制。

在最终确认为需要进行控制增益的改变而从步骤s3进入步骤s4的情况下，在步骤s4中，根据白线检测评价值value_line，使车速校正增益gv、限速校正增益glimit、控制开始距离校正增益gl比通常的进入弯道时小，在步骤s5中，使本车辆的车速比通常的进入弯道时提前减速，且减速到比通常的进入弯道时的目标车速vr_tgt低的目标车速v'r_tgt。将此时的限速变更到比通常时的限速pratelimit小的限速p'ratelimit。

这样，在本实施方式中，由于根据弯道近前的白线的检测状态来改变进入弯道时的减速控制中的控制增益，所以能够与因积雪、浓雾、暴雨等而变化的实际的路面状态相对应地以更适当的车速在弯道上行驶。

另外，由于根据白线的检测状态评价本车辆所行驶的道路的路面状况，所以能够使实际的路面状况与作为白线的视认状态捕获的驾驶员的感觉一致，能够通过驾驶员以适宜的车速进行弯道行驶。此外，通过还考虑到本车辆周围的环境、车辆状态而改变进入弯道时的减速控制中的控制增益，能够避免暂时的错误识别等的影响而提高控制可靠性。

另外，在改变进入弯道时的减速控制中的控制增益时，由于限速也变更为比通常时低的限制值，所以即使在弯道行驶中驾驶员踩踏加速器等而解除自动行驶之后，驾驶员释放加速器，也能够不使目标车速急速降低而防止因急速的减速而导致的车轮的打滑。