JP5566445B2 - 運転支援装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動ブレーキや自動操舵などの衝突防止動作により衝突可能性がある障害物との衝突を回避する技術に関する。

一般に、自動車（車両）の分野においては、衝突の被害軽減を図ることも重要であるが、衝突を回避（防止）することがより重要である。

衝突回避の方法としては、操舵を制御して自車両の進路を変更する方法の他、自動ブレーキにより障害物の手前で自車両を自動停止する方法があり、この自動ブレーキの方法は、とくに障害物が静止している場合に有効である。

自動ブレーキにより衝突を回避する運転支援装置として次のようなものが提案されている（特許文献１参照）。すなわち、従来の運転支援装置では、レーザレーダ等の測距手段により障害物までの距離が検出され、この検出距離と、自車両と障害物との相対速度とに基づいて衝突予測時間ＴＴＣが算出される。また、自動ブレーキの開始から実際に油圧ブレーキや電動ブレーキのブレーキ力が付与されるまでの実行遅れ時間が考慮されて、自車両が所定の停止位置で停止するまでの時間（制動限界時間）が算出される。そして、衝突予測時間ＴＴＣが制動限界時間に短くなったタイミングを最適なタイミングとして自動ブレーキが開始される。

特開２０１２−１３１３１２号公報（段落［００１５］−［００４６］、図１〜図３）

ところで、上記した運転支援装置において、衝突可能性のある場合にドライバの操舵が検出されれば、ドライバが意図する回避操作が自車両に反映されるように自動ブレーキなどの衝突防止動作を抑制することも考えられる。しかしながら、ドライバの操舵が検出された場合に、どのような場合でも衝突防止動作が抑制されると、衝突防止動作が必要な場合に実行されない場合も考えられる。

本発明は、上記した課題に鑑みて為されたものであり、所定の車速以下の場合に適切に衝突防止動作を実行することができる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の運転支援装置は、障害物までの距離を検出する検出手段と、自車両と前記障害物との衝突可能性を判断する判断手段と、前記判断された衝突可能性に基づいて所定の衝突防止動作を実行する衝突防止手段と、運転者による操舵の度合いが所定以上であることを検出した場合に前記衝突防止動作を抑制する抑制手段と、所定の車速以下の場合に前記操舵の度合いが所定範囲内であるときに、前記操舵の度合いが前記所定以上であっても、前記抑制手段による前記衝突防止動作の抑制を解除する抑制解除手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。
また、障害物までの距離を検出する検出手段と、自車両と前記障害物との衝突可能性を判断する判断手段と、前記判断された衝突可能性に基づいて所定の衝突防止動作を実行する衝突防止手段と、運転者による操舵の度合いおよび車速に基づいて自車両の旋回半径を演算し推定する推定手段と、前記推定された自車両の旋回半径が所定の大きさよりも小さいときに前記衝突防止動作を抑制する抑制手段と、所定の車速以下の場合に前記操舵の度合いが所定範囲内にあるときに、前記推定手段により自車両の旋回半径が前記所定の大きさよりも小さいと推定される場合であっても、前記推定された自車両の旋回半径を前記所定の大きさ以上に設定することにより、前記抑制手段による前記衝突防止動作の抑制を解除する抑制解除手段を備えたことを特徴としている（請求項２）。

本発明によれば、検出手段により検出された障害物までの距離に基づいて自車両と障害物との相対速度が算出され、検出距離および算出された相対速度に基づいて、自車両と前記障害物との衝突可能性が判断手段により判断される。そして、判断手段により判断された衝突可能性に基づいて、自動ブレーキや自動操舵などの所定の衝突防止動作が衝突防止手段により実行される。

また、運転者により操作されたハンドルの舵角や操舵トルクなどの操舵の度合いが所定以上であることが検出された場合に衝突防止動作が抑制手段により抑制される。したがって、衝突可能性のある場合にドライバによる所定以上の度合いでの操舵が検出されれば、自動ブレーキや自動操舵などの衝突防止動作が抑制されるので、ドライバが意図する回避操作を自車両に反映することができる。

ところで、自車両の車速が所定以下（以下、「低車速」と称する）である場合に、高車速のときに比べて自車両の進行方向に対する運転者による修正舵が多いという実情があり、低車速の場合に、衝突防止動作が抑制手段により抑制されやすくなる。ところが、低車速の場合には、判断手段により衝突可能性があると判断されるときの自車両と障害物との距離が、高車速の場合に比べて非常に近距離である。また、低車速の場合には、運転者の操舵に応じて車両がハンドルの舵角に対応した旋回半径ですぐに旋回を開始しない場合がある。

そこで、本発明では、低車速の場合に運転者による操舵の度合いが所定範囲内であるときに、操舵の度合いが所定以上であっても、例外的に、抑制手段による衝突防止動作の抑制が抑制解除手段により解除されるようにしている。したがって、低車速の場合に、修正舵程度の操舵では衝突防止動作が抑制手段により抑制されず、適切に衝突防止動作を衝突防止手段により実行することができる。

本発明の運転支援装置の一実施形態のブロック図である。 図１の動作説明図であり、舵角と推定旋回半径との関係を示す図である。 図１の動作説明用のフローチャートである。

本発明の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は自動ブレーキで停止する自車両１に設けられた本発明の運転支援装置のブロック図を示し、この運転支援装置は、車両１の周辺の障害物（主に静止している障害物）として、例えば駐車場における他の駐車車両や柱、壁等を検出するため、本実施形態の場合、自車両１の前部にレーザレーダ、ミリ波レーダ等のレーダ２（本発明の「検出手段」に相当）を備えている。

そして、レーダ２はパルス波の送受信により自車両１から障害物までの距離を測距し、測距データ（距離のデータ）や、その時間変化の障害物との相対速度の情報が、ＣＡＮ等の車載ネットワーク３を介してマイクロコンピュータ構成のプリクラッシュシステムＥＣＵ（ＰＣＳ ＥＣＵ)が形成する演算処理部４に送信される。

演算処理部４には、車輪速センサ（図示せず）が検出する車速や、それを時間微分した加減速度の情報、自動ブレーキの目標減速度（要求減速度）の設定情報、舵角情報も、自車両１内の上位装置等から車載ネットワーク３を介して送信される。

また、演算処理部４（本発明の「判断手段」、「抑制手段」、「抑制解除手段」に相当）は、設定された自動ブレーキ制御のプログラムを実行して、自車両１と障害物との衝突可能性を判断する。すなわち、演算処理部４は、受信した各情報に基づき、自車両１の障害物との距離が衝突予測時間ＴＴＣより十分長い状態から自動ブレーキの開始タイミングを探索して決定する。その際、本実施形態においては、自車両１の走行が停止するまで衝突予測時間ＴＴＣの算出周期（例えば５０ｍｓ毎）で必要な演算等をくり返す。

そして、衝突予測時間ＴＴＣの算出周期毎の演算においては、演算開始時またはその直前に車載ネットワーク３から入力された自車両１の最新の速度（車速または相対速度）を初期速度Ｖ０［ｍ／ｓ］、最新の減速度を初期減速度Ａ０［ｍ／ｓ^２］として、概略、自動ブレーキで自車両１が障害物の直前で停止するための制動回避限界時間がデータマップを利用した簡単な演算により算出される。そして、自動ブレーキの開始タイミングが、制動回避限界時間に基づく自動ブレーキの所要時間から決定される。なお、Ａ０＜０である（減速を示す）。

より詳細には、自車両１と障害物との距離および現在の相対速度から、現在の相対速度で自車両１が障害物の位置に達する衝突予測時間ＴＴＣ［ｓ］がくり返し算出される。また、自動ブレーキの開始から自車両１に実際に油圧ブレーキや電動ブレーキのブレーキ力が付与されるまでの実効遅れ時間が設定される。

実効遅れ時間は、例えばブレーキ油圧が大きくなって油圧ブレーキや電動ブレーキが実際にかかり始めるまでの制御遅れ時間であり、実験等により予め求めてメモリ等に保持される。その際、実効遅れ時間が車速等によらず所定時間になるようにするため、とくに油圧ブレーキの場合は、プリチャージ制御によりブレーキ油圧が常に実際にブレーキがかかる寸前の大きさに保持されることが望ましい。プリチャージ制御を行なわない場合は、例えば実効遅れ時間を自車両１の車速範囲毎に設定してマップデータとして保持し、衝突予測時間ＴＴＣの算出開始時に車速に応じた実効遅れ時間をマップから読み出して設定すればよい。

また、設定された目標減速度（本実施形態では最大減速度）の減速で、初期速度Ｖ０［ｍ／ｓ］の自車両１が停車するまでの減速停止時間が算出される。そして、遅れ時間および減速停止時間を含む制動時間が制動回避限界時間として設定される。

ところで、衝突予測時間ＴＴＣが制動回避限界時間（制動時間）になるタイミングで自動ブレーキが開始されると、自車両１の停止位置は障害物との距離（間隔）が０［ｍ］の位置になり、衝突回避の余裕が全くない。そこで、自動ブレーキによる自車両１の停止位置を、障害物との距離が１ｍ以下の適当な所定距離Ｄ［ｍ］、例えば０．５ｍの位置にするため、自動ブレーキの開始タイミングを衝突予測時間ＴＴＣが制動回避限界時間（制動時間）になる時刻より前出しし、自動ブレーキで自車両１が障害物の手前Ｄ［ｍ］で停止するようにするとよい。

すなわち、手前Ｄ［ｍ］で停止するための前出し時間を、制動回避限界時間（制動時間）に加算した時間を、自動ブレーキの所要時間として算出するとよい。

次に、演算処理部４は、繰り返し算出される自車両１と障害物との衝突予測時間ＴＴＣが、別途算出された自動ブレーキの所要時間になるタイミングに、自車両１と障害物との衝突可能性があると判断し、当該タイミングを自動ブレーキの開始指令タイミングに決定する。また、この開始指令タイミングに、演算処理部４から車載ネットワーク３を介してマイクロコンピュータ構成のスタビリティーコントロール（ＶＳＣ）ＥＣＵが形成する図１のブレーキ制御部５（本発明の「衝突防止手段」に相当）に自動ブレーキ（衝突防止動作）の開始を指令する。そして、ブレーキ制御部５は、自車両１と障害物との衝突可能性についての判断結果に基づいて演算処理部４から出力された制御指令に基づいて、自動ブレーキを実行する。

また、演算処理部は４は、自車両１と障害物との衝突可能性があると判断される場合に、運転者による操舵の度合いが所定以上の大きさであることを検出した場合に、自動ブレーキをオフしたり、自動ブレーキの制動力の大きさを減少させることにより、衝突防止動作を抑制させる指令をブレーキ制御部５に対して出力する。図２は舵角（横軸）と自車両１の推定旋回半径（縦軸）との関係を示す図、図３は旋回判定推定処理を示すフローチャートであり、この実施形態では、演算処理部４は、自車両１の車速が所定値（例えば１５ｋｍ／ｈ）よりも大きい高車速である場合に（図３のステップＳ１でＮＯ）、操舵の度合い（舵角の大きさ）および車速に基づいて、自車両１の旋回半径［ｍ］を演算し推定する（図３のステップＳ２）。なお、図２における正の領域は右方向への舵角およびその旋回半径を示し、負の領域は左方向への舵角およびその旋回半径を示している。

そして、演算処理部４は、運転者による操舵の度合いが所定以上の大きさであり、推定された旋回半径が所定の大きさよりも小さいときに（Ｒ１≦旋回半径≦Ｒ２：Ｒ１＜０、Ｒ２＞０：例えば、｜旋回半径｜≦１００ｍ）、例外として、自動ブレーキを抑制させる指令をブレーキ制御部５に与える。なお、自車両１が高車速である場合の、ｓｔｒ１≦舵角≦ｓｔｒ２の範囲における推定旋回半径は図２中の破線により示されている。

また、演算処理部４は、自車両１の車速が所定値（例えば１５ｋｍ／ｈ）以下の低車速である場合に（図３のステップＳ１でＹＥＳ）、例外として、自動ブレーキの抑制を解除させる指令をブレーキ制御部５に与える。演算処理部４は、この実施形態では、自車両１の車速が低車速である場合には、ｓｔｒ１≦舵角≦ｓｔｒ２（ｓｔｒ１＜０、ｓｔｒ２＞０：例えば、｜舵角｜≦４．５°）の範囲内において（図３のステップＳ３でＹＥＳ）、図２に実線で示すように、舵角が右向き（舵角＞０）である場合に（図３のステップＳ４でＹＥＳ）、舵角および車速に関係なく推定旋回半径を正側の最大旋回半径ｍａｘＲ２（ｍａｘＲ２＞０：例えば、Ｒ２＝１００００）に設定し（図３のステップＳ５）、舵角が左向き（舵角＜０）である場合に（図３のステップＳ４でＮＯ）、舵角および車速に関係なく推定旋回半径を負側の最大旋回半径ｍａｘＲ１（ｍａｘＲ１＜０：例えば、Ｒ１＝−１００００）に設定する（図３のステップＳ６）。

そのため、自車両１が低車速である場合に、ｓｔｒ１≦舵角≦ｓｔｒ２の範囲内では、設定される推定旋回半径が、Ｒ１≦推定旋回半径≦Ｒ２の範囲内にないので、演算処理部４から、自動ブレーキを抑制させる指令がブレーキ制御部５に対して出力されない。したがって、自車両１が低車速である場合に、ｓｔｒ１≦舵角≦ｓｔｒ２の範囲内では、演算処理部４により衝突の可能性があると判断された場合には、通常の自動ブレーキがブレーキ制御部５により実行される。

一方、自車両１が低車速の場合に、舵角＜ｓｔｒ１、舵角＞ｓｔｒ２であるときには（図３のステップＳ３でＮＯ）、舵角の大きさおよび車速に基づいて、自車両１の旋回半径［ｍ］が推定され（図３のステップＳ２）、推定された旋回半径の大きさに基づいて、自動ブレーキをブレーキ制御部５に抑制させる処理が演算処理部４により実行される。

なお、この実施形態では、推定された自車両１の旋回半径に基づいて、自動ブレーキを抑制させる処理を実行するか否かが決定されているが、自車両１と障害物との距離が、自車両１が推定旋回半径で旋回した場合に障害物を回避することができる距離である場合に、自動ブレーキ（衝突防止動作）を抑制する処理が実行されるようにしてもよい。また、推定旋回半径を算出せずに、舵角や操舵トルク等の運転者による操作の度合いのみを用いて、自動ブレーキを抑制させる処理を実行するか否かが決定されるようにしてもよい。

以上のように、上記した実施形態によれば、レーザ２により検出された障害物までの距離に基づいて自車両１と障害物との相対速度が算出され、検出距離および算出された相対速度に基づいて、自車両１と障害物との衝突可能性が演算処理部４（判断手段）により判断される。そして、判断手段により判断された衝突可能性に基づいて、自動ブレーキによる衝突防止動作がブレーキ制御部５により実行される。

また、運転者により操作されたハンドルの舵角や操舵トルクなどの操舵の度合いが所定以上であることが検出され、自車両１の推定旋回半径が所定の大きさよりも小さい場合に自動ブレーキをブレーキ制御部５に抑制させる指令が演算処理部４から出力される。したがって、自車両１と障害物とが衝突する可能性がある場合に、ドライバによる所定以上の度合い（舵角の大きさ）での操舵が検出されれば、自動ブレーキによる衝突防止動作が抑制されるので、ドライバが意図する回避操作を自車両１に反映することができる。

ところで、自車両１が低車速である場合に、高車速のときに比べて自車両１の進行方向に対する運転者による修正舵が多いという実情があり、低車速の場合に、ブレーキ制御部５による自動ブレーキが抑制されやすくなる。しかしながら、低車速の場合に運転者による操舵の度合い（舵角の大きさ）が所定範囲内（ｓｔｒ１≦舵角≦ｓｔｒ２）であるときに、例外として、ブレーキ制御部５に対して出力された自動ブレーキを抑制させる演算処理部４からの制御指令が解除される。したがって、低車速の場合に、修正舵程度の操舵では自動ブレーキが抑制されず、適切に自動ブレーキをブレーキ制御部５により実行することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、上記した実施形態では、衝突防止動作として自動ブレーキを例に挙げて説明したが、衝突防止動作として自動操舵が実行されるようにしてもよい。また、運転者に警告を与えることにより衝突被害を軽減するための衝突防止動作が実行されるようにしてもよい。

また、上記した値は全て一例であり、上記した舵角の範囲や推定旋回半径の範囲等は、本発明の運転支援装置が搭載される車両の構成に応じて、適宜、最適な値を設定すればよい。

また、自動ブレーキを開始するタイミングを決定する方法は、上記した例に限らず、周知のどのような方法により自動ブレーキを開始するタイミングを決定してもよい。また、自動ブレーキにより、自車両１と障害物との間に短い距離を確保して衝突回避を行うために、位置制御フィードバックを採用し、この位置制御フィードバックで停止位置が高精度に制御されるようにしてもよい。

また、演算処理部４は例えばレーダ２に組み込まれていてもよく、演算処理部４の処理手順等はどのようであってもよい。また、自車両１から障害物までの距離をレーダ２に替えてカメラにより検出するようにしてもよい。

また、レーダ２等の検出手段により自車両１の後方等の周囲を探査して自動ブレーキで停止する場合にも本発明を同様に適用できる。

そして、本発明は、自動ブレーキや自動操舵などの衝突を回避するための衝突防止動作や、運転者に警告を与えることにより衝突被害を軽減するための衝突防止動作が実行される種々の車両の運転支援に適用できる。

１ 自車両
２ レーダ（検出手段）
４ 演算処理部（判断手段、抑制手段、抑制解除手段）
５ ブレーキ制御部（衝突防止手段）

Claims (2)

1. 障害物までの距離を検出する検出手段と、
   自車両と前記障害物との衝突可能性を判断する判断手段と、
   前記判断された衝突可能性に基づいて所定の衝突防止動作を実行する衝突防止手段と、
   運転者による操舵の度合いが所定以上であることを検出した場合に前記衝突防止動作を抑制する抑制手段と、
   所定の車速以下の場合に前記操舵の度合いが所定範囲内であるときに、前記操舵の度合いが前記所定以上であっても、前記抑制手段による前記衝突防止動作の抑制を解除する抑制解除手段とを備えたことを特徴とする運転支援装置。
2. 障害物までの距離を検出する検出手段と、
   自車両と前記障害物との衝突可能性を判断する判断手段と、
   前記判断された衝突可能性に基づいて所定の衝突防止動作を実行する衝突防止手段と、
   運転者による操舵の度合いおよび車速に基づいて自車両の旋回半径を演算し推定する推定手段と、
   前記推定された自車両の旋回半径が所定の大きさよりも小さいときに前記衝突防止動作を抑制する抑制手段と、
   所定の車速以下の場合に前記操舵の度合いが所定範囲内にあるときに、前記推定手段により自車両の旋回半径が前記所定の大きさよりも小さいと推定される場合であっても、前記推定された自車両の旋回半径を前記所定の大きさ以上に設定することにより、前記抑制手段による前記衝突防止動作の抑制を解除する抑制解除手段を備えたことを特徴とする運転支援装置。

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