JP4849245B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に係り、より詳細には、障害物検知手段とナビゲーションユニットとを組み合わせた車両の制御装置に関する。

近年、車両の衝突予知等のために、自車両の前方の障害物を検知する種々の障害物検知装置が提案されている。これらの障害物検知装置では、例えば、ミリ波のレーダー電波を車両の前方へ向けて発し、その反射波の受信強度によって、障害物を検知する（特許文献１）。

さらに、検知された障害物と自車両との衝突が予知された場合、車両の種々の作動機器を作動させて、乗員を保護することが行われている。例えば、警報装置を作動させて、運転者に注意を喚起したり、シートベルトプリテンショナを作動させて、乗員を所定の張力で拘束するようにシートベルトを所定量巻き取ったり、更に、自動ブレーキを作動させて、自車両を減速又は停止させたりして、乗員を衝突による衝撃から保護することが行われている。

特開２００１−３３５５０号公報

ところで、コンビニエンスストアやガソリンスタンドといった不特定多数の車両が利用する施設付近では、それらの施設に入る車両が右左折することが多い。そのような車両は、右左折するために車道上で不意に減速したり、停車したりすることがある。その場合、減速又は停車した車両に、後続車が追突するおそれがある。

このように先行車両が不意に減速したり、停車したりする可能性が高く、その結果、衝突事故の発生する可能性の高い場所では、安全性向上の観点から、障害物が検知された場合により早い作動タイミングで作動機器を作動させることが望まれる。

しかしながら、従来の作動機器は、一般に、衝突事故の発生する可能性の高さに関係なく、常に一定の作動タイミングで作動する。また、常に、作動タイミングを早めに設定しておけば、安全性が向上すると考えられる。しかし、作動タイミングを常に早めに設定すると、現実に衝突する可能性が低いにもかかわらず、作動機器の不必要な作動が頻発し、円滑な運転の妨げとなってしまうおそれがある。

そこで、本発明は、自車両の走行位置に応じて、作動機器の作動タイミングを変更することができる車両の制御装置の提供を目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明の車両の制御装置は、自車両の前方の障害物を検知する障害物検知手段と、障害物検知手段によって検知された障害物までの車間時間に対応した所定の作動タイミングで自車両の作動機器を作動させる作動制御手段と、地図情報を有し、当該地図情報上の自車両の位置を求めるナビゲーションユニットと、ナビゲーションユニットよって求められた地図情報上の自車両の走行位置に応じて、障害物までの車間時間に対する、前記作動制御手段による作動機器の作動タイミングを変更するタイミング変更手段と、を備え、所定の作動タイミングは、自車両の正面中央付近の前方の障害物までの車間時間に対応した中央作動タイミングが、自車両の車幅方向の両端付近の前方の障害物までの車間時間に対応した両端作動タイミングよりも早くなるように設定され、タイミング変更手段は、自車両の車幅方向の両端の前方の障害物までの車間時間に対応した作動タイミングを変更せず、中央作動タイミングを変更することを特徴としている。

このように構成された本発明の車両の制御装置によれば、障害物検知手段と、ナビゲーションユニットとを組み合わせることにより、自車両の走行位置に応じて、作動機器の作動タイミングを変更することができる。

また、本発明において好ましくは、タイミング変更手段は、ナビゲーションユニットによって求められた自車両の走行位置が地図情報上の特定区間外の場合に、所定の作動タイミングを第１の作動タイミングに変更し、かつ、自車両の走行位置が地図情報上の特定区間内の場合に、所定の作動タイミングを第１の作動タイミングよりも早い第２の作動タイミングに変更する。
これにより、例えば、先行車両が不意に減速し、又は停車する可能性の高いような特定区間内では、警報や自動ブレーキ等作動機器の作動タイミングを早めて、安全性の向上を図ることができる。

また、本発明において好ましくは、特定区間は、不特定多数の車両の利用する施設として設定された施設の手前所定距離の区間である。
これにより、先行車両が不意に減速し、又は停車する可能性の高いような施設の付近を、特定区間とすることができる。

また、本発明において好ましくは、作動制御手段は、障害物までの車間時間と、基準車間時間とを比較し、障害物までの車間時間が、基準車間時間以下である場合に作動機器を作動させ、タイミング変更手段は、基準車間時間を変更することにより、所定の作動タイミングを変更する。
このように、基準車間時間を変更することにより、作動タイミングを容易に変更することができる。基準車間時間を長くすれば、作動タイミングが早くなり、基準車間時間を短くすれば、作動タイミングが遅くなる。

また、本発明において好ましくは、タイミング変更手段は、障害物検知手段が先行車両を検知しているときに作動する。
先行車両がない場合には、追突の危険性が低く、作動タイミングを早めにすることによる作用機器の不必要な作動の増加を防止することができる。

また、本発明において好ましくは、作動機器は、自車両の乗員に衝突の危険性を警報する警報手段である。
これにより、自車両の走行位置に応じて、警報手段の作動タイミングを変更することができる。

また、本発明において好ましくは、作動機器は、自車両の乗員を拘束するようにシートベルトを巻き取るシートベルトプリテンショナ手段である。
これにより、自車両の走行位置に応じて、シートベルトプリテンショナ手段の作動タイミングを変更することができる。

また、本発明において好ましくは、作動機器は、自車両の車速を減じる自動ブレーキ手段である。
これにより、自車両の走行位置に応じて、自動ブレーキ手段の作動タイミングを変更することができる。

このように、本発明の車両の制御装置によれば、自車両の走行位置に応じて、作動機器の作動タイミングを変更することができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の車両の制御装置の実施形態を説明する。
まず、図１のブロック図を参照して、実施形態の車両の制御装置の構成について説明する。図１に示すように、実施形態の車両の制御装置は、自車両の前方の障害物を検知する障害物検知手段１と、障害物検知手段１によって検知された障害物までの車間時間に対応した所定の作動タイミングで自車両の作動機器２を作動させる作動制御手段３と、地図情報を有し、当該地図情報上の自車両の走行位置を求めるナビゲーションユニット４と、ナビゲーションユニット４よって求められた地図情報上の自車両の走行位置に応じて、障害物までの車間時間に対する、作動制御手段２による作動機器の作動タイミングを変更するタイミング変更手段５とを備えている。

作動機器２は、自車両の乗員に衝突の危険性を警報する警報手段２１と、自車両の乗員を拘束するようにシートベルトを巻き取るシートベルトプリテンショナ手段２２と、自車両の車速を減じる自動ブレーキ手段２３とから構成されている。警報手段２１による警告としては、例えば、ホーンやブザー、或いは、インストルメントパネル上の警告ランプ、ナビゲーションユニットの表示画面上の警告表示等が挙げられる。また、シートベルトプリテンショナ手段２２及び自動ブレーキ手段２３しては、従来公知に任意のものを利用するとよい。

障害物検知手段１は、ミリ波レーダー装置から構成されている。ミリ波レーダー装置は、自車両の前方へ向けて電波を発し、反射波の強度が閾値以上の場合に障害物を検知する。送信波と受信波との時間差から、自車両から物標までの距離が求められる。また、送信波に対する受信波の波長シフトから、自車両と物標との相対速度が求められる。
なお、ミリ波レーダー以外の任意好適なものでも構成することができる。例えば、障害物検知手段を、赤外線レーザー装置で構成してもよい。

作動制御手段３及びタイミング変更手段５の処理機能は、例えば、自車両に搭載されたＥＣＵ（electric control unit：電子制御装置）等のコンピュータにおいて、所定のプログラムを実行することにより、又は、ＩＣチップ等により実現される。

作動制御手段３は、通常、障害物までの車間時間に基づいて制御を行う。車間時間とは、例えば、検知された障害物の現在位置に、自車両が到達するまでの所要時間に相当する。その場合、障害物までの距離と障害物までの車間時間とは、下記の関係式（１）で表される。
（障害物までの距離）＝（自車両の車速）×（車間時間） ・・・（１）

さらに、作動制御手段３は、障害物までの車間時間と、基準車間時間とを比較する。そして、障害物までの車間時間が、基準車間時間以下である場合に、作動機器を作動させる。基準車間時間により、作動機器を作動させるタイミングが決定される。閾値としての基準車間時間を長くすれば、作動タイミングが早くなり、基準車間時間を短くすれば、作動タイミングが遅くなる。

ここで、図２（ａ）に、車間時間による作動タイミングの概念図を示す。図２（ａ）の横軸は自車両の幅方向の距離を表し、縦軸は車間時間を表す。したがって、縦軸は、上述の（１）式より、自車両前方の自車両からの距離にも対応する。

図２（ａ）には、線Ｉで囲まれた警報作動領域２１０、線IIで囲まれたプリテンショナ作動領域２２０、及び線IIIで囲まれたブレーキ作動領域２３０を示す。各作動領域の上縁は、それぞれ基準車間時間に対応する。

なお、自車両の正面中央前方の障害物よりも、自車両の両端前方の障害物の方が、ステアリング操作による回避が容易である。このため、図２（ａ）に示す各作動領域２１０、２２０及び２３０は、自車両の両端付近の基準車間時間が、自車両の正面中央付近の基準車間時間よりも短くなっている。以下の説明では、自車両の正面中央前方の障害物に対する車間時間について代表して説明する。

自車両の正面中央前方に障害物が検知された場合、障害物までの車間時間（ｔ）が、第１の基準車間時間（Ｔ１）以下になると、警報手段２１が作動する。これにより、自車両の乗員に衝突の危険性が警報される。また、障害物が自車両に接近して障害物までの車間時間（ｔ）が、第１の基準車間時間（Ｔ１）より短い第２の基準車間時間（Ｔ２）以下になると、警報手段２１に加えて、シートベルトプリテンショナ手段２２が作動する。これにより、自車両の乗員を所定の張力で拘束するようにシートベルトが所定量巻き取られる。更に障害物が接近して、障害物までの車間時間（ｔ）が、第２の基準車間時間（Ｔ２）より短い第３の基準車間時間（Ｔ３）以下になると、更に、自動ブレーキ手段２３が作動する。これにより、自車両が減速し、停止する。

このように、障害物までの車間時間（ｔ）に応じて、各作動機器２１〜２３が作動して、安全性の向上が図られる。

ナビゲーションユニット４は、地図情報を有し、当該地図情報上の自車両の走行位置を求める。自車両の走行位置は、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global positioning system）を利用して求められる。

ここで、図３に地図情報の表示例を示す。地図情報には、道路だけでなく、コンビニエンスストアＣ及びガソリンスタンドＧの位置も含まれている。また、図３では、地図情報に、自車両の走行位置Ｓを黒三角印で重ねて示している。自車両の進行方向は、黒三角印の頂点の方向によって示される。したがって、図３に示す表示例では、自車両Ｓは、黒三角印と重なる道路上を図面の左下から右上へ向かって進行している。

タイミング変更手段５は、ナビゲーションユニット４よって求められた地図情報上の自車両の走行位置Ｓに応じて、障害物までの車間時間に対する、作動制御手段３による作動機器２の作動タイミングを変更する。そのために、タイミング変更手段５は、ナビゲーションユニット４によって求められた自車両の走行位置Ｓが、地図情報上の特定区間外の場合に、所定の作動タイミングを第１の作動タイミングに変更し、かつ、自車両の走行位置が地図情報上の特定区間内の場合に、所定の作動タイミングを第１の作動タイミングよりも早い第２の作動タイミングに変更する。ここで、特定区間は、不特定多数の車両の利用する施設として地図情報に設定された施設の手前所定距離の区間である。

図３では、不特定多数の車両の利用する施設として、コンビニエンスストアＣ及びガソリンスタントＧが表示されている。なお、これらの施設の他にも、例えば、銀行やスーパーマーケットをも設定してもよい。

また、図３に示す地図情報の表示例では、黒三角印で示す自車両の走行位置Ｓの前方左側のコンビニエンスストアＣの手前の所定距離Ｌの区間を特定区間Ｒとしている。特定区間Ｒは、設定された施設に基づいて常に設けていてもよいし、設定された施設と自車両との位置関係によって設けてもよい。後者の場合、自車両Ｓの進行方向が図３に示す場合と逆向きであるならば、コンビニエンスストアＣは、自車両Ｓの後方となるので、コンビニエンスストアＣの周囲は特定区間でなくなる。

また、特定区間の所定距離Ｌは、例えば、１００ｍ程度である。かかる所定距離Ｌは、道路の制限速度や、交通量、車線数、又は、自車両の走行方向に対して施設が左側か右側かといった種々の事情を考慮して設定するとよい。
なお、図３では、説明上の便宜のため、特定区間Ｒの道路にハッチングを付しているが、特定区間は、表示画面に必ずしも表示する必要はない。

そして、タイミング変更手段５は、自車両Ｓの走行位置が特定区間内か否かによって、第１及び第２の作動タイミングのいずれかを選択して変更する。ここで、第１の作動タイミングは、通常走行時に設定されている作動タイミングである。また、第２の作動タイミングは、第１の作動タイミングよりも早めた作動タイミングである。

作動タイミングの変更は、基準車間時間を変更することにより行われる。ここで、図２（ｂ）に、作動タイミングを早めた第２の作動タイミングの概念図を示す。図２（ｂ）の横軸は車幅方向の距離を表し、縦軸は車間時間を表す。

図２（ｂ）には、線IVで囲まれた警報作動領域２１０ａ、線Ｖで囲まれたプリテンショナ作動領域２２０ａ、及び線VIで囲まれたブレーキ作動領域２３０ａを示す。各作動領域の上縁は、それぞれ基準車間時間に対応する。線IVに示すように、自車両の正面中央前方の障害物に対する警報手段２１の第２の作動タイミングは、図２（ｂ）に破線Ｉで示した第１の作動タイミングよりも早くなっている。すなわち、警報手段２１を作動させる第１の基準時間（Ｔ１）が（α）だけ長くなり、（Ｔ１＋α）になっている。

また、線Ｖに示すように、シートベルトプリテンショナ手段２２の作動タイミングも、図２（ｂ）に破線IIで示した第１の作動タイミングよりも早くなっている。すなわち、シートベルトプリテンショナ手段２２を作動させる第２の基準時間（Ｔ２）が（α）だけ長くなり、（Ｔ２＋α）になっている。また、線VIに示すように、自動ブレーキ手段２３の作動タイミングも、図２（ｂ）に破線IIIで示した第１の作動タイミングよりも早くなっている。すなわち、自動ブレーキ手段２３を作動させる第３の基準時間（Ｔ３）が（α）だけ長くなり、（Ｔ３＋α）になっている。

このように、各作動機器２１〜２３を作動させるタイミングをそれぞれ決定する第１から第３の基準車間時間（Ｔ１〜Ｔ３）が、それぞれ、（α）ずつ長くされた結果、作動タイミングが早まり、安全性が向上する。
なお、基準車間時間の変化量（α）は、例えば、道路の制限速度や、交通量、車線数、又は、自車両の走行方向に対して施設が左側か右側かといった種々の事項を考慮して設定するとよい。

基準車両時間Ｔ１〜Ｔ３が、例えば、１〜２秒程度である場合、基準車間時間の変更量αは、例えば、０．１〜０．２秒程度でもよい。わずか０．１秒であっても、時速３６ｋｍ／ｈで走行する車両は、その間に、１ｍほど進み、時速７２ｋｍ／ｈで走行する車両は、２ｍほど進む。そして、かかる距離の差が、例えば制動距離として、追突事故の発生を回避できる場合もあり得る。したがって、作動タイミングを少し早めるだけでも、安全性が大きく向上する。

図２（ｂ）に示した例では、複数作動機器の作動タイミングを一様に早めているが、複数の作動機器のうち、一部の作動機器の作動タイミングだけを選択的に早めてもよい。例えば、警報手段２１だけ、シートベルトプリテンショナ手段２２だけ、或いは、自動ブレーキ手段２３の作動タイミングだけを選択的に早めてもよい。また、作動機器ごとに、作動タイミングの変更量が異なってもよい。例えば、警報手段２１の基準車間時間を（Ｔ１）から（Ｔ１＋２α）に（２α）だけ変更し、シートベルトプリテンショナ手段２２及び自動ブレーキ手段２３の基準車間時間をそれぞれ（Ｔ２）から（Ｔ２＋α）及び（Ｔ３）から（Ｔ３＋α）へ（α）ずつ変更してもよい。

次に、図４のフローチャートを参照して、本発明の実施形態の車両の制御装置の作動例について説明する。
まず、障害物検知手段１により、先行車両の有無が検知される（ステップＳ１）。先行車両がない場合には、先行車両の急停止等による追突の可能性が低い。一方、作動タイミングを早くするほど、基準車間距離が長くなる。このため、不必要な場合にまで作動機器が作動してしまう可能性が高くなる。そこで、自車両の円滑な走行を図るため、先行車両がない場合には、作動タイミングを早くする処理は行われない。

先行車両が検知された場合（ステップＳ１で「Ｙｅｓ」）の場合、タイミング変更手段５により、ナビゲーションユニット４の地図情報及び自車両Ｓの走行位置に基づいて、自車両Ｓが特定区間Ｒ内か否かが判断される（ステップＳ２）。

自車両が特定区間Ｒ外を走行している場合（ステップＳ２で「Ｎｏ」の場合）、タイミング変更手段５により、通常の基準車間時間が設定される。すなわち、既に設定されている基準車間時間が通常の基準車間時間であれば、そのまま通常の基準車間時間が維持される。一方、既に設定されている基準車間時間が早い作動タイミングための長い基準車間時間であれば、通常の基準車間時間に変更される。

続いて、作動制御手段３により、先行車両等の障害物までの車間時間（ｔ）が、通常の基準車間時間（Ｔ）以内か否かが判断される（ステップＳ４）。
先行車両等の障害物までの車間時間（ｔ）が、基準車間時間（Ｔ）以内である場合、作動制御手段３により、作動機器２が、通常の作動タイミング（第１の作動タイミング）で作動する（ステップＳ５）。

一方、自車両が特定区間Ｒ内を走行している場合（ステップＳ２で「Ｙｅｓ」の場合）、タイミング変更手段５により、早い作動タイミングを実現するために、長い基準車間時間が設定される。すなわち、既に設定されている基準車間時間が通常の基準車間時間であれば、長い基準車間時間に変更される。一方、既に設定されている基準車間時間が早い作動タイミングための長い基準車間時間であれば、そのまま長い基準車間時間が維持される。

続いて、作動制御手段３により、先行車両等の障害物までの車間時間（ｔ）が、長い基準車間時間（Ｔ＋α）以内か否かが判断される（ステップＳ４）。
先行車両等の障害物までの車間時間（ｔ）が、基準車間時間（Ｔ＋α）以内である場合、作動制御手段３により、作動機器２が、早い作動タイミング（第２の作動タイミング）で作動する。

このように、自車両の走行位置に応じて、作動機器の作動タイミングを変更することにより、先行車両が不意に減速し、又は停車する可能性の高いような衝突の危険性の高い場所で、警報や自動ブレーキ等作動機器の作動タイミングを早めて、安全性の向上を図ることができる。

上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、特定区間の内外により二つの作動タイミングを切り替える例について説明したが、自車両の走行位置に応じて三つ以上の作動タイミングを切り替えるようにしてもよい。また、作動タイミングの変更にあたり、基準車間距離を段階的に切り替えてもよいし、連続的に変化させてもよい。

本発明の実施形態の車両の制御装置の構成を説明するブロック図である。 （ａ）は、車間時間による作動タイミングの概念図であり、（ｂ）は、変更された作動タイミングの概念図である。 本発明の実施形態のナビゲーションユニットの地図情報の表示例である。 本発明の実施形態の車両の制御装置の作動を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 障害物検知手段
２ 作動機器
３ 作動制御手段
４ ナビゲーションユニット
５ タイミング変更手段
２１ 警報手段
２２ シートベルトプリテンショナ手段
２３ 自動ブレーキ手段

Claims (8)

1. 自車両の前方の障害物を検知する障害物検知手段と、
   前記障害物検知手段によって検知された障害物までの車間時間に対応した所定の作動タイミングで自車両の作動機器を作動させる作動制御手段と、
   地図情報を有し、当該地図情報上の自車両の走行位置を求めるナビゲーションユニットと、
   前記ナビゲーションユニットよって求められた地図情報上の自車両の走行位置に応じて、障害物までの車間時間に対する、前記作動制御手段による作動機器の作動タイミングを変更するタイミング変更手段と、
   を備え、
   前記所定の作動タイミングは、自車両の正面中央付近の前方の障害物までの車間時間に対応した中央作動タイミングが、自車両の車幅方向の両端付近の前方の障害物までの車間時間に対応した作動タイミングよりも早くなるように設定され、
   前記タイミング変更手段は、自車両の車幅方向の両端の前方の障害物までの車間時間に対応した作動タイミングを変更せず、前記中央作動タイミングを変更する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記タイミング変更手段は、前記ナビゲーションユニットによって求められた自車両の走行位置が前記地図情報上の特定区間外の場合に、前記所定の作動タイミングを第１の作動タイミングに変更し、かつ、自車両の走行位置が前記地図情報上の特定区間内の場合に、前記所定の作動タイミングを前記第１の作動タイミングよりも早い第２の作動タイミングに変更する
   ことを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。
3. 前記特定区間は、不特定多数の車両の利用する施設として地図情報に設定された施設の手前所定距離の区間である
   ことを特徴とする請求項２記載の車両の制御装置。
4. 前記作動制御手段は、障害物までの車間時間と、基準車間時間とを比較し、障害物までの車間時間が、基準車間時間以下である場合に作動機器を作動させ、
   前記タイミング変更手段は、前記基準車間時間を変更することにより、前記所定の作動タイミングを変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. 前記タイミング変更手段は、前記障害物検知手段が先行車両を検知しているときに作動する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. 前記作動機器は、自車両の乗員に衝突の危険性を警報する警報手段である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
7. 前記作動機器は、自車両の乗員を拘束するようにシートベルトを巻き取るシートベルトプリテンショナ手段である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
8. 前記作動機器は、自車両の車速を減じる自動ブレーキ手段である
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

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