CN103827937A - 车辆的驾驶辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种在对车辆的碰撞避免进行辅助的系统中，能够实施与驾驶员的感觉相适应的驾驶辅助的技术。为了解决该课题，本发明采取如下方式，即，在对车辆的碰撞避免进行辅助的系统中，将本车辆从当前时间点起进行了预定期间的空驶之后所到达的位置作为起点，在驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围内预测出本车辆能够行驶的路径的范围，并且在所预测出的路径的范围内存在能够回避立体物的路径的情况下不实施驾驶辅助，而在所预测到的路径的范围内不存在能够回避立体物的路径的情况下实施驾驶辅助。

Description

车辆的驾驶辅助系统

技术领域

本发明涉及一种实施用于回避存在于本车辆的行进道路上的立体物的驾驶辅助的技术。

背景技术

一直以来，提出了一种对存在于本车辆的前方的立体物进行检测，且在预测到被检测出的立体物与本车辆的接触的情况下，向驾驶员提出警告或者自动实施用于回避本车辆与立体物之间的接触的驾驶操作的驾驶辅助系统。

作为自动实施用于回避本车辆与立体物之间的接触的驾驶操作的技术，例如，已知一种在被判断为不能通过制动操作来回避本车辆与立体物之间的接触的情况下自动实施转弯操作的技术（例如，参照专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－247023号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，从驾驶员收到警告起到开始实施驾驶操作为止需要某种程度的时间（反应延迟），并且到通过手动或自动而实现的驾驶操作被反映到车辆的运行状况上为止也需要某种程度的时间（响应延迟）。因此，存在如下的可能性，即，在收到警告的驾驶员开始实施驾驶操作之前而开始进行了自动实施的驾驶操作、或者未能完全避免本车辆与立体物之间的接触。

本发明为鉴于如上所述的事实而完成的发明，其目的在于，提供一种在车辆的驾驶辅助系统中，能够在发生驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟的情况下实施有效的驾驶辅助的技术。

用于解决课题的方法

本发明为了解决上述课题而采用了如下方式，即，在对车辆的碰撞避免进行辅助的系统中，求出作为本车辆在进行了预定期间的空驶之后所到达的位置的到达点，并且，将该到达点作为起点而求出行驶范围，所述行驶范围为，在将驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围内本车辆能够行驶的路径的范围，并且以在该范围内不存在能够回避立体物的路径的情况为条件来实施驾驶辅助。

详细而言，本发明所涉及的车辆的驾驶辅助系统具备：

识别单元，其对存在于本车辆的周围的立体物进行识别；

取得单元，其取得本车辆的当前的运动量；

辅助单元，其将所述取得单元所取得的运动量设为参数而求出到达点，所述到达点为，本车辆从当前时间点进行了预定期间的空驶之后所到达的位置，并且，将该到达点作为起点而求出行驶范围，所述行驶范围为，在将由所述取得单元所取得的运动量和驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围内所产生的运动量的变化量相加的情况下本车辆能够行驶的路径的范围，并且所述辅助单元以能够回避与由所述识别单元识别出的立体物之间的碰撞的路径、即回避路线不存在于所述行驶范围内的情况为条件，来实施用于避免与所述立体物之间的碰撞的驾驶辅助。

根据本发明，基于通过驾驶员通常能够实施的驾驶操作而进行增减的本车辆的运动量的变化量（以下，称为“通常变化量”）和当前的本车辆的运动量，来求出本车辆将来能够行驶的路径的范围（行驶范围）。这样的行驶范围除了包括在假设驾驶员的驾驶操作状态为保持现状的情况（假设车辆的运动量为保持现状的情况）下本车辆行驶的路径以外，还包括在假设驾驶员实施通常的驾驶操作的情况（假设通过驾驶员实施通常的驾驶操作而使本车辆的运动量发生变化的情况）下本车辆行驶的路径。另外，此处所说的“通常的驾驶操作”中，除了包括制动操作以外，还包括转弯操作（例如，对车轮的转向角进行变更的操作）。

在所述行驶范围内存在回避路线的情况下，通过驾驶员实施通常的驾驶操作，从而能够避免本车辆与立体物之间的碰撞。因此，当尽管驾驶员具有将来实施与通常一样的驾驶操作的意图但是仍被实施了驾驶辅助时，驾驶员有可能会感觉到厌烦。

相对于此，本发明的驾驶辅助系统在行驶范围内存在回避路线的情况下，即，在通过驾驶员实施通常的驾驶操作从而能够避免本车辆与立体物之间的碰撞的情况下，不实施驾驶辅助。其结果为，能够避免尽管驾驶员具有实施通常的驾驶操作的意图但仍实施了驾驶辅助的状况。

另外，在未实施由辅助单元实现的驾驶辅助的情况下，也存在驾驶员未实施通常那样的驾驶操作的可能性。例如，当驾驶员的意识水平较低时，存在驾驶员不实施通常的驾驶操作的可能性。但是，在驾驶员未实施通常的驾驶操作的情况下，随着车辆接近于立体物，回避路线的选择项会减少。而且，在变为行驶范围内不存在回避路线的时间点上，将会执行驾驶辅助。其结果为，即使在驾驶员未实施通常的驾驶操作的情况下，也能够避免本车辆与立体物之间的碰撞。

上述的通常变化量可通过预先利用了实验等的合适处理而被求出，或者也可基于驾驶员的驾驶操作经历而被学习。此时，通常变化量可以为固定值，或者也可以为根据本车辆的行驶速度而被增减的可变值。在通常变化量根据行驶速度而被增减的情况下，可以设定为车速较低时与较高时相比通常变化量较大。这是因为，车速较低时与较高时相比，具有驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围扩大的倾向，由此会使通常变化量也变大。

作为本发明中的本车辆的“运动量”，能够使用作用于本车辆上的横摆率、作用于车辆前后方向上的加速度（前后加速度）、作用于车辆左右方向上的加速度（横向加速度）、作用于车辆前后方向上的G（前后G）、作用于车辆左右方向的G（左右G）、转弯力等。

另外，作为本发明中的本车辆的“运动量”而被使用的参数优选为，如横向加速度或左右G那样，本车辆的行驶速度较高时与较低时相比，所述的行驶范围缩窄的参数。当这样的参数作为运动量而被使用时，车速较高时与较低时相比，行驶范围会缩窄。其结果为，车速较高时与较低时相比，变为行驶范围内不存在回避路线的时刻（换言之，实施驾驶辅助的时刻）将提前。由此，即使在本车辆的行驶速度较高的情况下，也能够避免本车辆与立体物之间的碰撞。

接下来，在本发明的车辆的驾驶辅助系统中，在所述行驶范围内不存在回避路线的情况下，辅助单元可以立即实施驾驶辅助，或者也可以在行驶范围内所包含的路径中最长的路径的长度成为了阈值以下的时间点实施驾驶辅助。

在所述行驶范围内不存在回避路线的情况下，如果立即实施驾驶辅助，则易于更加可靠地避免碰撞。但是，由于存在因驾驶员的不同而在比较迟的时间点开始实施驾驶操作的情况，因此，如果在所述行驶范围内不存在回避路线时立即实施驾驶辅助，则也存在驾驶员感觉到厌烦的可能性。相对于此，当在所述行驶范围所包含的路径中最长的路径的长度成为了阈值以下的时间点上实施驾驶辅助时，能够在不使上述那样的驾驶员感到厌烦的条件下实施驾驶辅助。另外，此外的“阈值”为，在通过实施驾驶辅助从而能够避免本车辆与立体物之间的碰撞的最短的长度上，加上余量而得到的值。

本发明的驾驶辅助为，对驾驶员进行警告的处理或自动执行用于避免本车辆与立体物之间的碰撞的驾驶操作的处理中的至少一方。作为对驾驶员进行警告的方法，可使用例如将警告音、警告灯、或消息中的至少一个输出至扬声器或显示器上的方法。作为为了避免本车辆与立体物之间的碰撞而自动执行的驾驶操作，可使用对车轮的转向角进行变更的操作（转向），或者使作用于左右的车轮上的制动力不同的操作等这样的转弯操作。

另外，由于在实施将转弯操作和制动操作组合在一起的驾驶辅助的情况下，与仅实施由转弯操作或制动操作中的一方而实现的驾驶辅助的情况相比，能够缩小所述阈值，因此能够在尽可能地使驾驶辅助的实施时刻延迟的同时，避免本车辆与立体物之间的碰撞。

另外，从驾驶辅助被开始实施起到使该驾驶辅助反映到车辆的运行状况上为止，需要某种程度的时间。例如，在作为驾驶辅助而对驾驶员实施警告的情况下，从驾驶员收到警告起到开始实施驾驶操作为止会产生反应延迟。此外，在作为驾驶辅助而自动实施制动操作或转弯操作的情况下，从制动操作或转弯操作被开始实施起到使这些操作反映于车辆的运行状况上为止会产生响应延迟。当产生上述那样的反应延迟或响应延迟时，可以考虑使本车辆在维持与当前的运动量大致相同的运动量的状态下行驶（空驶）。因此，当将本车辆的当前时间点的位置作为起点而求出行驶范围时，存在驾驶辅助的实施时间点变迟的可能性、或实际上能够回避立体物的路径与所设想出的回避路线不同的可能性。

相对于此，由于本发明的车辆的驾驶辅助系统将本车辆在进行了预定期间的空驶之后所到达的位置作为起点而求出行驶范围，因此能够防止驾驶辅助的实施时间点变迟的状况，并且能够减少实际上能够回避立体物的路径与所设想出的回避路线之间的背离。由此，根据本发明的车辆的驾驶辅助系统，即使在产生了驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟的情况下也能够实施有效的驾驶辅助。

此处所说的“预定期间”为，考虑驾驶员的反应延迟和系统的响应延迟中的至少一个而决定的期间。例如，在作为驾驶辅助而对驾驶员实施警告的情况下，只需将在驾驶员的反应延迟期间与系统的响应延迟期间之和上加上余量而得到的期间作为预定期间即可。此外，在作为驾驶辅助而自动实施制动操作或转弯操作的情况下，只需将在系统的响应延迟期间上加上余量而得到的期间作为预定期间即可。在此，驾驶员的反应延迟期间的长度可以预先统计性地求出。此外，系统的响应延迟期间的长度可以通过利用了实验等的合适操作而预先求出。

另外，上述的驾驶员的响应延迟期间的长度既可以为根据预先统计性地求出的最大的反应延迟期间而决定的固定值，或者也可以为根据驾驶员的状态（空调器或导航系统等设备是否在操作中、或者意识水平是否较低等）而被变更的可变值。此外，上述的系统的响应延迟期间的长度可以为，根据用于对车轮的转向角进行变更的作动器的响应延迟、对作用于左右轮上的制动器液压进行调节的作动器等的响应延迟、或者制动液的输送延迟等的长度而被决定的固定值，或者也可以为根据系统的通信负载而被变更的可变值。

接下来，在本发明所涉及的车辆的驾驶辅助系统中，在求取本车辆从当前时间点起进行了预定期间的空驶之后所到达的位置（到达点）时，可以假设本车辆向左右方向进行预定量移动而求出多个到达点。此时，行驶范围也可以针对多个到达点而分别求取。

在车辆行驶时，存在因转向机构的游隙、路面的倾斜、或车轮的滑移角度等主要原因而使车辆向左右方向侧移的情况。在发生了这种侧移的情况下，当将到达点归结为一个时，有可能会存在所设想的行驶范围与实际的行驶路径相背离的情况。相对于此，如果假设本车辆空驶时向左右方向进行预定量移动而求出多个到达点，并且分别对多个到达点而求出行驶范围时，则能够更可靠地抑制实际的行驶路径与所设想的行驶范围之间的背离。另外，在分别针对多个到达点而求出行驶范围的情况下，只需以回避路线不存在于任意的行驶范围内的情况作为条件而执行驾驶辅助即可。

发明的效果

根据本发明所涉及的车辆的驾驶辅助系统，即使在产生了驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟的情况下也能够实施有效的驾驶辅助。

附图说明

图1为表示本发明所涉及的车辆的驾驶辅助系统的结构的图。

图2为表示求取行驶范围的方法的图。

图3为表示求取行驶范围的其他的方法的图。

图4为表示在行驶范围内存在回避路线的示例的图。

图5为表示在行驶范围内不存在回避路线的示例的图。

图6为表示所设想的回避路线和产生了驾驶员的反应延迟时的实际的回避路线的图。

图7为表示所设想的回避路线和产生了系统的响应延迟时的实际的回避路线的图。

图8为表示根据驾驶员的反应延迟期间或系统的响应延迟期间而求取行驶范围的方法的图。

图9为表示驾驶辅助的执行顺序的程度图。

图10为表示第二实施例中的到达点的确定方法的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的具体的实施方式进行说明。在此，对将本发明应用于如下的系统中的示例进行说明，所述系统对本车辆的行驶道路及障害物进行判断，并实施避免从进行判断的行驶道路中的脱离和与障害物之间的碰撞的驾驶辅助。另外，此处所说的“驾驶辅助”为，在本车辆能够回避作为障害物的立体物的时刻被执行的处理，并且其与在车辆和障害物之间的碰撞不可避免的情况下被执行的碰撞损害减轻处理相比，在较早的时间点被执行。此外，在以下的实施例中进行说明的结构表示本发明的一个实施方式，并不对本发明的结构进行限定。

实施例1

首先，根据图1至图9对本发明的第一实施例进行说明。图1为将应用了本发明的车辆的驾驶辅助系统的结构按功能而分别表示的框图。如图1所示，在车辆中搭载有驾驶辅助用的控制单元（ECU）1。

ECU1为，具备CPU、ROM、RAM、后备RAM，I/O接口等的电子控制单元。在ECU1上电连接有外界识别装置2、横摆率传感器3、车轮速度传感器4、加速度传感器5、制动器传感器6、加速器传感器7、转向角传感器8、转向转矩传感器9等的各种传感器，且这些传感器的输出信号被向ECU1输入。

外界识别装置2包含例如LIDAR（Laser Imaging Detection AndRanging）、LRF（Laser Range Finder）、毫米波雷达、立体照相机等测定装置中至少一个，且对与存在于车辆的周围的立体物和本车辆之间的相对位置相关的信息（例如，相对距离或相对角度）进行检测。

横摆率传感器3例如被安装在本车辆的车身上，并输出与作用于本车辆上的横摆率相关的电信号。车轮速度传感器4为，被安装在本车辆的车轮上并且输出与车辆的行驶速度（车速）相关的电信号的传感器。加速度传感器5输出与作用于本车辆的前后方向上的加速度（前后加速度）、以及作用于本车辆的左右方向上的加速度（横向加速度）相关的电信号。

制动器传感器6例如被安装在车厢内的制动器踏板上，并输出与制动器踏板的操作转矩（踩踏力）相关的电信号。加速器传感器7例如被安装在车厢内的加速踏板上，并输出与加速踏板的操作转矩（踩踏力）相关的电信号。转向角传感器8例如被安装在与车厢内的方向盘相连接的转向杆上，并输出与从方向盘的中立位置起的转弯角度（转向角）相关的电信号。转向转矩传感器9被安装在转向杆上，并输出与被输入到方向盘上的转矩（转向转矩）相关的电信号。

此外，ECU1上连接有蜂鸣器10、显示装置11、电动转向系统（EPS）12、电子控制式制动器（ECB）13等各种设备，且这些各种设备通过ECU1而被电控制。

蜂鸣器10为，例如被安装在车厢内并且输出警告音等的装置。显示装置11为，例如被安装在车厢内并且显示各种消息或警告灯的装置。电动转向系统（EPS）12为，利用电动机所产生的转矩来对方向盘的转向转矩进行助力的装置。电子控制式制动器（ECB）13为，对被设置在各个车轮上的摩擦制动器的工作液压（制动器液压）进行电子调节的装置。

ECU1为了利用上述的各种传感器的输出信号来对各种设备进行控制而具有如下这样的功能。即，ECU1具备：行驶道路识别部100、行驶范围预测部101、辅助判断部102、警报判断部103、控制判断部104、以及控制量运算部105。

行驶道路识别部100根据从所述外界识别装置2所输出的信息来生成与本车辆此后所要行驶的道路（行驶道路）相关的信息。例如，行驶道路识别部100在以本车辆作为原点的坐标系中，生成表示能够成为本车辆的障碍物的立体物或车道边界的指标（例如，表示车道边界的白线或黄线等道路标示，或在车道旁延伸的路缘石、护栏、沟、壁、杆等立体物等）的位置，或与本车辆相对于这些立体物或车道边界的姿态（距离或横摆角等）相关的信息。另外，行驶道路识别部100相当于本发明所涉及的识别单元。

行驶范围预测部101在由所述行驶道路识别部100所生成的坐标系中，对被预测为本车辆此后要通过的路径进行确定。此时，行驶范围预测部101在驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围内，对本车辆将来能够行驶的路径的范围（行驶范围）进行预测。

具体而言，如图2所示，行驶范围预测部101根据加速度传感器5的输出信号来取得本车辆A的当前的横向加速度Gy0，并对路径ａ进行确定，所述路径a为，被预测为本车辆A在维持当前的横向加速度Gy0的状态下进行行驶的情况下所要通过的路径。

接下来，行驶范围预测部101对路径b1进行确定，并对路径b2进行确定，其中，所述路径b1为，被预测为在本车辆A的当前的横向加速度Gy0上加上通常变化量ΔGy的情况下本车辆A所通过的路径，所述路径b2为，被预测为在从本车辆A的当前的横向加速度Gy0中减去通常变化量ΔGy的情况下本车辆A所要通过的路径。

此时，行驶范围预测部101只需根据当前的横向加速度Gy0加上或减去通常变化量ΔGy而得到的值，来对本车辆A的转弯半径R进行运算，并根据所计算出的转弯半径R和本车辆的宽度来确定路径b1、b2即可。转弯半径R能够通过车速V除以横摆率γ而求出（R＝V/γ），并且横摆率γ能够通过横向加速度Gy除以车速V而求出（γ＝Gy/V）。接下来，行驶范围预测部101在从所述的路径b1至b2的范围（行驶范围）内，对使转向角或横向加速度每变化固定量时的路径b0进行确定。

在此，所述通常变化量ΔGy为，相当于驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围内的横向加速度的最大变化量的量，且为预先实验性地求出的量。此时，通常变化量ΔGy也可根据车速而被补正。例如，车速较低时与车速较高时相比，通常变化量ΔGy可以被设定得较大。在这种情况下，本车辆在低速行驶时，能够使违反驾驶员的意图而实施驾驶辅助的机会减少，并且能够尽可能地使驾驶辅助的实施时刻延迟。而且，在本车辆高速行驶时，能够避免驾驶辅助的实施时刻变迟的状况。

另外，在本车辆A于当前时间点下已处于转弯状态的情况下（｜Gy0｜＞0），存在如下的可能性，即，当前的横向加速度Gy0加减通常变化量ΔGy而得到的值的绝对值（｜Gy0±ΔGy｜），大于通过驾驶员的通常的驾驶操作而能够产生的最大横向加速度（例如，0.2G至0.3G）。由此，通常变化量ΔGy的大小也可被限制为，使当前的横向加速度Gy0加减通常变化量ΔGy而得到的值的绝对值成为所述最大横向加速度以下。

此外，行驶范围预测部101在确定行驶范围时，也可将被预测为本车辆在以所述最大横向加速度行驶的情况下所通过的路径设定为路径b1、b2。例如，行驶范围预测部101可以如图3所示那样，将被预测为本车辆在以最大横向加速度进行右转弯的同时进行行驶的情况下所通过的路径设定为路径b1，并且将本车辆在以最大横向加速度进行左转弯的同时进行行驶的情况下所通过的路径设定为路径b2。

接下来，辅助判断部102根据由行驶道路识别部100所生成的信息和由行驶范围预测部101所预测出的行驶范围，来判断是否实施驾驶辅助。具体而言，辅助判断部102在如图4所示那样能够回避立体物B的路径（回避路线）E存在于所述行驶范围内的情况下，禁止驾驶辅助的执行。另一方面，辅助判断部102在如图5所示那样不存在回避路线的情况下，容许驾驶辅助的实施。

警报判断部103在通过所述辅助判断部102而容许了驾驶辅助的实施的情况下，通过实施蜂鸣器10的鸣动、或显示装置11所发出的警告消息或警告灯的显示等，从而促使驾驶员警觉。例如，警报判断部103可以在通过所述辅助判断部102而容许了驾驶辅助的实施时（在所述行驶范围内不存在回避路线时）立即使蜂鸣器10鸣动，或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。

此外，警报判断部103也可以针对所述行驶范围内所包含的路径中本车辆与立体物之间的距离最长的路径，在本车辆与立体物之间的距离成为了预定距离以下的时间点使蜂鸣器10鸣动、或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。而且，警报判断部103也可以针对本车辆与立体物之间的距离最长的路径，对本车辆A到达立体物B的时间进行运算，并且在该运算结果成为了预定时间以下的时间点使蜂鸣器10鸣动、或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。由此，当以本车辆与立体物之间的距离最长的路径为基准，来决定蜂鸣器10的鸣动时刻或显示装置11的警告消息或警告灯的显示时刻时，能够尽可能地将这些时刻延迟。其结果为，能够在不使驾驶员感觉到厌烦的条件下实施驾驶辅助。

在此，所述的预定距离或预定时间也可以根据横摆率传感器3的输出信号或车轮速度传感器6的输出信号而被变更。例如也可以为，车速较高时与较低时相比，预定距离或预定时间被设定得较长。此外还可以为，横摆率较大时与较小时相比，预定距离或预定时间被设定得较长。

另外也可以采用如下方式，即，将行驶范围内所包含的各个路径的长度设定为所述预定距离，并且在行驶范围内的全部的路径均与立体物发生了干涉的时间点使蜂鸣器10鸣动、或者使警告消息或警告灯显示于显示装置11上。此外，对驾驶员进行警告的方法并不限定于使蜂鸣器10鸣动的方法、或使警告消息或警告灯显示于显示装置11上的方法，例如也可以采用使座椅安全带的紧固扭矩间歇性地发生变化的方法。

控制判断部104在通过所述辅助判断部102而被容许了驾驶辅助处理的执行的情况下，为了避免本车辆与立体物之间的碰撞，对自动实施所需的驾驶操作（以下，称为“回避操作”）的时刻进行确定。

具体而言，控制判断部104可以针对所述行驶范围内所包含的路径中本车辆与立体物之间的距离最长的路径，将本车辆与立体物之间距离变为预定距离以下的时间点设定为回避操作的实施时间点。此外，控制判断部104也可以针对所述行驶范围内所包含的路径中本车辆与立体物之间的距离最长的路径，对本车辆到达立体物的时间进行运算，并且将其运算结果为预定时间以下的时间点作为回避操作的实施时间点。另外，也可以采用如下方式，即，将在行驶范围中包含的各个路径的长度设定为所述预定距离，且将行驶范围内的全部的路径均与立体物发生了干涉的时刻作为回避操作的实施时刻。

由此，当以本车辆与立体物之间的距离最长的路径为基准，来决定回避操作的实施时间点时，能够尽可能地使这些时刻延迟。其结果为，能够在不使驾驶员感觉到厌烦的条件下实施驾驶辅助。另外，此处的“回避操作”包括：利用电动转向系统（EPS）12来对车轮的转向角的操作进行变更、或利用电子控制式制动器（ECB）13来对作用于车轮上的制动力进行变更的操作等。

在此，虽然控制判断部104所使用的预定距离或预定时间也可以与所述警报判断部103所使用的预定距离或预定时间同样地，根据车速或横摆率来进行变更，但是被设定为，与所述警报判断部103所使用的预定距离或预定时间等同或在其以下。

控制量运算部105在由所述控制判断部104而决定了回避操作的实施时间点时，对电动转向系统（EPS）12或电子控制式制动器（ECB）13的控制量进行运算，并且根据所计算出的控制量和由所述控制判断部104所决定的回避操作实施时间点来对电动转向系统（EPS）12或电子控制式制动器（ECB）13进行控制。

具体而言，控制量运算部105对能够避免本车辆与立体物之间的碰撞的回避路线进行决定，且对为了使本车辆沿着所决定的回避路线行驶而必需的目标横摆率进行运算。接下来，控制量运算部105以使本车辆的实际的横摆率（横摆率传感器3的输出信号）与目标横摆率一致的方式对电动转向系统（EPS）12的控制量（转向转矩）或电子控制式制动器（ECB）13的控制量（制动器液压）进行决定。此时，目标横摆率与转向转矩的关系、以及目标横摆率与制动器液压的关系也可以被预先映射化。

另外，使车辆减速的方法并不限定于通过电子控制式制动器（ECB）13而使摩擦制动器工作的方法，也可以使用使车辆的动能转换（再生）为电能的方法、或使变速机的变速比变更而使发动机制动增大的方法。此外，对车辆的横摆率进行变更的方法并不限定于通过电动转向系统（EPS）12而使转向角发生变化的方法，也可以使用对本车辆的左右轮施加不同的制动器液压的方法。

在此，所述的行驶范围预测部101、辅助判断部102、警报判断部103、控制判断部104、以及控制量运算部105相当于本发明所涉及的辅助单元。

根据以上述方式而构成的ECU1，在由行驶范围预测部101所预测出的行驶范围内存在回避路线的情况下，即，在通过驾驶员实施通常的驾驶操作而能够避免本车辆与立体物之间的碰撞的情况下，将不再实施驾驶辅助。其结果为，能够避免尽管驾驶员具有实施通常的驾驶操作的意图但仍实施了驾驶辅助的状况。

此外，在未执行驾驶辅助的情况下，也存在驾驶员未实施通常那样的驾驶操作的可能性。例如，在驾驶员的意识水平较低的情况（漫不经心的情况，或瞌睡的情况等）下，存在驾驶员不实施通常的驾驶操作的可能性。但是，在驾驶员未实施通常的驾驶操作的情况下，随着本车辆接近于立体物，回避路线的选项将逐渐减少。而且，在变为行驶范围内不存在回避路线的时间点上，将执行警告或回避操作等的驾驶辅助。即，即使在驾驶员未实施通常的驾驶操作的情况下，也能够在变为行驶范围内不存在回避路线的时间点上实施驾驶辅助。

另外，从驾驶员收到警告起到开始实施驾驶操作为止会产生反应延迟。例如，如图6所示，由于在预测出将当前时间点的本车辆A的位置作为起点的行驶范围（图6中的实线表示的行驶范围Ra1）的情况下，本车辆A能够回避立体物B的回避路线Le被包括在行驶范围中，因此不实施上述那样的驾驶辅助。

然而，在假设当前时间点实施了对驾驶员的警告的情况下，到收到警告的驾驶员开始实施用于回避立体物B的驾驶操作为止需要某种程度的时间（反应延迟）。由于认为在反应延迟期间中，本车辆A在与当前时间点的运动量大致相同的运动量的条件下进行空驶，因此在空驶之后本车辆A的运动量才开始变化。在这种情况下的回避路线Le’有可能会从驾驶员的通常的驾驶操作的范围内本车辆A所能够行驶的范围（图6中的行驶范围Ra2）脱离。

由此，当将当前时间点的本车辆的位置作为起点而预测出行驶范围时，存在警告的实施时间点变迟、或者实际上能够回避立体物的回避路线与所预测出的回避路线相背离的可能性。

此外，从控制量运算部105开始实施回避操作起到实际的横摆率开始变化为止，会产生响应延迟。例如，如图7所示，在将本车辆A的当前位置作为起点而预测出的行驶范围Ra内不存在回避路线的情况下，控制量运算部105对能够回避立体物B的回避路线Le进行决定，且根据被决定的行驶路径L来对电动转向系统（EPS）12或电子控制式制动器（ECB）13进行控制。

然而，控制量运算部105从开始实施电动转向系统（EPS）12或电子控制式制动器（ECB）13的控制起到车轮的转向角或制动器液压开始变化为止需要某种程度的时间（响应延迟）。由于认为在响应延迟期间中，本车辆A在与当前时间点的运动量大致相同的运动量的条件下进行空驶，因此空驶之后本车辆A的运动量才开始变化。即，本车辆A在空驶之后而沿着与所述回避路线Le相同形状的路径Le’行驶。

由此，当将当前时间点的本车辆的位置作为起点而预测出行驶范围时，存在回避操作的实施时间点变迟、或者由控制量运算部105而确定的回避路线与实际上能够回避立体物的回避路线相背离的可能性。

在此，在本实施例的车辆的驾驶辅助系统中，行驶范围预测部101如图8所示，将本车辆A从当前时间点的位置P0起进行预定期间的空驶之后所到达的位置P1作为起点而预测出行驶范围Ra。

但是，驾驶员的反应延迟期间的长度与系统的响应延迟期间的长度不相同。由此，所述预定期间的长度优选被设定为，在决定警告的实施时间点的情况下与决定回避操作的实施时间点的情况下有所不同的长度。

在此，行驶范围预测部101分别单独地对基于驾驶员的反应延迟期间的行驶范围（以下，称为“第一行驶范围”）、以及基于系统的响应延迟期间的行驶范围（以下，称为“第二行驶范围”）进行预测。

在此，驾驶员的反应延迟期间的长度设为预先统计性地求出的值。此时，反应延迟期间的长度也可以根据驾驶员的意识水平而被补正。例如可以采用如下方式，即，行驶范围预测部101利用对驾驶员的脸进行拍摄的照相机来对意识水平（是否漫不经心或者是否瞌睡等）进行判断，并实施对意识水平较低时与较高时相比使反应延迟期间延长的补正。此外还可以采用如下方式，即，行驶范围预测部101利用从空调器或导航系统等操作开关所输出的信号来对驾驶员上述的设置是否在操作中进行辨别，并实施驾驶员在操作上述的设备时与未操作时相比使反应延迟期间延长的补正。

此外，系统的响应延迟期间的长度是通过利用预先实验等的合适操作而求出的。此时，响应延迟期间的长度也可以根据将ECU1与各种设备连接在一起的车内网络的通信负载进行补正。例如可以采用如下方式，即，行驶范围预测部101在车内网络的通信负载较高时，与较低时相比以使响应延迟期间延长的方式而进行补正。

如上所述，在以包括因驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟而产生的空驶期间在内的方式而预测行驶范围时，能够防止驾驶辅助的实施时间点变迟的状况，并且能够减少实际上能够回避立体物的路径与所预测出的回避路线相背离的情况。由此，即使在产生了驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟的情况下，也能够实施有效的驾驶辅助。

以下，按照图9对本实施例中的驾驶辅助的执行顺序进行说明。图9为，通过ECU1而被反复执行的处理程序，且被预先存储于ECU1的ROM等中。

在图9的处理程序中，ECU1首先在S101中，根据外界识别装置2的输出信号来生成与本车辆将来所要行驶的行驶道路相关的信息（行驶道路信息）。即，ECU1在以本车辆作为原点的坐标系中，生成与表示能够成为本车辆的障害物的立体物或车道边界的指标的位置坐标或大小相关的信息，并且生成与本车辆相对于这些立体物或车道边界的姿态相关的信息。

在S102中，ECU1根据在所述S101中所生成的行驶道路信息，来辨别本车辆的行进道路上是否存在成为障害物的立体物。此处所说的“行进道路”为，被预测为本车辆在维持当前的横向加速度Gy0的状态下进行行驶的情况下所要通过的路径。在S102中做出否定判断的情况下，ECU1暂时结束本程序的执行。另一方面，在S102中做出肯定判定的情况下，ECU1进入S103。

在S103中，ECU1对驾驶员的反应延迟期间的长度T1以及系统的响应延迟期间的长度T2进行运算。详细而言，ECU1读取被预先存储于ROM等中的反应延迟期间的长度T1base以及响应延迟期间的长度T2base，且将这些值根据与驾驶员的意识水平相对应的补正系数F1以及与车内网络的通信负载等相对应的补正系数F2来进行补正（T1＝T1base×F1，T2＝T2base×F2）。与驾驶员的意识水平较高的情况相比，补正系数F1在驾驶员的意识水平较低的情况下被设定为较大的值。与车内网络的通信负载较低的情况相比，补正系数F2在车内网络的通信负载较高的情况下被设定为较大的值。另外，驾驶员的意识水平与补正系数F1的关系、以及车内网络的通信负荷与补正系数F2的关系可以被预先映射化。

在S104中，ECU1读取横摆率传感器3的输出信号（横摆率）γ、车轮速度传感器4的输出信号（车速）V、以及加速度传感器5的输出信号（横向加速度）Gy0等各种数据。

在S105中，ECU1对本车辆进行了反应延迟期间以及响应延迟期间的空驶之后所到达的位置（到达点）P1、P2进行运算。详细而言，ECU1将在所述S104中所读取的横摆率γ和车速V作为参数，来对当前时间点上的本车辆的转弯半径R（＝V/γ）进行运算。ECU1将在所述S103中所计算出的反应延迟期间的长度T1和在所述S104中所读取的车速V作为参数，而对在反应延迟期间中本车辆空驶的距离（以下，称为“第一空驶距离”）L1进行运算（L1＝T1×V）。ECU1将所述转弯半径R和第一空驶距离L1作为参数，来对在所述S101中所生成的坐标系中的到达点P1的坐标进行运算。此外，ECU1将在所述S103中所计算出的响应延迟期间的长度T2和在所述S104中所读取的车速V作为参数，来对在反应延迟期间中本车辆进行空驶的距离（以下，称为“第二空驶距离”）L2进行运算（L2＝T2×V）。ECU1将所述转弯半径R和第二空驶距离L2作为参数，来对在所述S101中所生成的坐标系中的到达点P2的坐标进行运算。

在S106中，ECU1将在所述S105中所计算出的到达点P1、P2的坐标作为起点，来对第一行驶范围以及第二行驶范围的坐标进行运算。详细而言，ECU1通过在所述S104中所读取的横向加速度（本车辆的当前时间点上的横向加速度）Gy0加上以及减去通常变化量ΔGy，来对将到达点P1、P2作为起点的路径b1、b2进行确定。接下来，ECU1对从路径b1起至b2为止的范围内使转向角或横向加速度每变化固定量时的路径b0进行确定。

在S107中，ECU1对在所述S101中所生成的坐标系的立体物的位置与在所述S106中所预测出的第二行驶范围进行比较，从而对本车辆能够回避立体物的回避路线是否存在于所述第二行驶范围内进行判断。

在所述S107中做出肯定判断的情况下，ECU1不实施由回避操作而实现的驾驶辅助从而进入S108。在S108中，ECU1对在所述S101中所生成的立体物的位置坐标与在所述S106中所预测出的第一行驶范围进行比较，从而对本车辆能够回避立体物的回避路线是否存在于所述第一行驶范围内进行判断。

在所述S108中做出肯定判断的情况下，ECU1不实施由警告而实现的驾驶辅助，从而结束本程序的执行。

此外，在所述S107中做出否定判断的情况下，ECU1进入S109，且执行利用电动转向系统（EPS）12及或电子控制式制动器（ECB）13的回避操作。详细而言，ECU1将到达点P2作为起点，来决定本车辆能够回避立体物的行驶路径（回避路线）Le，且对为了使本车辆沿着所决定的回避路线Le行驶所需的目标横摆率进行运算。接下来，ECU1以使本车辆的实际的横摆率与目标横摆率一致的方式，对电动转向系统（EPS）12以及/或者电子控制式制动器（ECB）13进行控制。

虽然在这种情况下，本车辆有可能从当前位置至到达点P2进行空驶，但是由于回避路线Le是将到达点P2作为起点而设定的，因此能够更加可靠地避免本车辆与立体物之间的碰撞。此外，还能够将本车辆行驶于回避路线Le上时的横向加速度抑制于较小程度。

在所述S108中做出否定判断的情况下，ECU1进入S110，且实施利用蜂鸣器10或显示装置11的警告。此时，虽然到收到警告的驾驶员开始实施用于回避立体物的驾驶操作为止会产生反应延迟，且存在在该反应延迟期间中本车辆会空驶至到达点P1的可能性，但是由于第一行驶范围是将到达点P1作为起点而被设置的，因此能够避免警告的实施时间点变迟、或实际上能够回避立体物的回避路线与所预测出的回避路线相背离的状况。

根据以上叙述的实施例，在通过驾驶员实施通常的驾驶操作而能够避免本车辆与立体物之间的碰撞的情况下，不实施驾驶辅助。因此，不会出现尽管驾驶员具有实施通常的驾驶操作的意志但仍实施了驾驶辅助的情况。

而且，由于根据本实施例的驾驶辅助系统，以包括因驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟而产生的空驶期间的方式而预测出行驶范围，因此能够防止驾驶辅助的实施时间点变迟的状况，并且能够减少实际上能够回避立体物的路径与所预测出的回避路线的背离。其结果为，即使在发生驾驶员的反应延迟或系统的响应延迟的情况下，也能够实施有效的驾驶辅助。

另外，虽然在本实施例中，作为表示本车辆的运动量的参数而使用了横向加速度，但是还能够使用横摆率、左右G、转弯力等。但是，优选使用如横向加速度或左右G这种与横摆率和车速相关的参数。

横向加速度和左右G在横摆率越变大时越增大，并且在车速越高时越增大。由此，在作为表示本车辆的运动量的参数而使用横向加速度或左右G的情况下，与车速较低时相比，在车速较高时由所述行驶范围预测部101所预测出的行驶范围将缩窄。其结果为，车速较高时与较低时相比，变为在行驶范围内不存在回避路线的时刻（实施驾驶辅助的时刻）将提前。由此，即使在本车辆的行驶速度较高时，也能够更可靠地避免本车辆与立体物之间的碰撞。

实施例2

接下来，根据图10对本发明的第二实施例进行说明。在此，对与前文所述的第一实施例不同的结构进行说明，而对相同的结构省略说明。

前文所述的第一实施例与本实施例的不同点在于，考虑到本车辆的侧移而对到达点进行确定的这一点。即，在本实施例中，行驶范围预测部101在本车辆空驶时，以假定该本车辆向左右方向进行移动的方式来确定到达点。

在本车辆空驶时，有因转向机构的游隙、路面的倾斜、或车轮的滑移角度等主要原因而使本车辆向左右方向侧移的情况。在发生这样的侧移的情况下，有可能出现通过如前文所述的第一实施例所述的方法而被确定的到达点与实际到达点不同的情况。

相对于此，在本实施例中可以采用如下方式，即，行驶范围预测部101如图10所示，以假设本车辆空驶时向左右方向侧移的方式来对多个到达点P进行确定。此时，左右方向的侧移量可以通过使用预先实验等的合适操作而求出。

在以上述方式而确定了多个到达点P的情况下，行驶范围预测部101可分别对多个到达点P分别预测第一行驶范围或第二行驶范围，或者也可以根据当前时间点的横摆率来对向左右方向中的哪一个方向侧移进行预测，并且仅针对被预测出的方向上的到达点P来对第一行驶范围或第二行驶范围进行预测。此外，行驶范围预测部101除了根据当前时间点的横摆率来预测侧移方向，还可以预测侧移量，并且仅对于根据侧移方向以及侧移量而被确定的到达点P来对第一行驶范围或第二行驶范围进行预测。

另外，在行驶范围预测部101分别针对多个到达点P而对第一行驶范围或第二行驶范围进行预测的情况下，辅助判断部102可以以在全部的第一行驶范围内均不存在回避路线的情况为条件来许可由警告而实现的驾驶辅助，并且以在全部的第二行驶范围内均不存在回避路线的情况为条件来许可由回避操作而实现的驾驶辅助。

如上所述，当以考虑空驶期间中的侧移的方式而实施到达点的确定或行驶范围的预测时，能够可靠地防止驾驶辅助的实施时刻变迟的状况，并且能够进一步缩小实际上能够回避立体物的路径与所预测出的回避路线之间的背离。

附图说明

1ECU

2外界识别装置

3横摆率传感器

4车轮速度传感器

5加速度传感器

6制动器传感器

7加速器传感器

8转向角传感器

9转向转矩传感器

10蜂鸣器

11显示装置

12电动转向系统(EPS)

13电子控制式制动器（ECB）

100行驶道路识别部

101行驶范围预测部

102辅助判断部

103警报判断部

104控制判断部

105控制量运算部

Claims (4)

1.一种车辆的驾驶辅助系统，具备：

识别单元，其对存在于本车辆的周围的立体物进行识别；

取得单元，其取得本车辆的当前的运动量；

辅助单元，其将所述取得单元所取得的运动量设为参数而求出到达点，所述到达点为，本车辆在进行了预定期间的空驶之后所到达的位置，并且，将该到达点作为起点而求出行驶范围，所述行驶范围为，在将由所述取得单元所取得的运动量和驾驶员通常能够实施的驾驶操作的范围内所产生的运动量的变化量相加的情况下本车辆能够行驶的路径的范围，并且所述辅助单元以能够回避与由所述识别单元识别出的立体物之间的碰撞的路径、即回避路线不存在于所述行驶范围内的情况为条件，来实施用于避免与所述立体物之间的碰撞的驾驶辅助。

2.如权利要求1所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，

所述辅助单元假定本车辆在进行预定期间的空驶时向左右方向进行预定量移动而求出多个到达点，并对于该多个到达点中的每一个而求出行驶范围，且以回避路线不存在于这些行驶范围中的任意一个行驶范围内的情况作为条件，来实施用于避免与所述立体物之间的碰撞的驾驶辅助。

3.如权利要求1或2所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，

由所述辅助单元所实施的驾驶辅助为，对本车辆的驾驶员进行警告的处理，

所述预定期间为，从本车辆的驾驶员收到警告起到开始实施用于避免与所述立体物之间的碰撞的驾驶操作为止所需要的期间。

4.如权利要求1或2所述的车辆的驾驶辅助系统，其中，

由所述辅助单元所实施的驾驶辅助为，自动地执行用于避免与所述立体物之间的碰撞的驾驶操作的处理，

所述预定期间为，从所述辅助单元开始实施驾驶辅助起到该驾驶辅助被反映到本车辆的运行状况上为止所需要的期间。

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