JP5147511B2 - 車両の接触回避支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車の周囲の物体を検知する物体検知手段と、前記物体検知手段により検知された物体および自車の相対速度から対向車を判定する対向車判定手段と、前記対向車判定手段で判定した対向車の進路を予測する対向車進路予測手段と、予測された自車進路および対向車進路に基づいて自車および対向車の接触可能性を判定し、接触可能性が高いと判定されたときに接触回避支援を行う接触回避支援手段とを備えた車両の接触回避支援装置に関する。

自車と障害物との接触を回避し、あるいは接触した場合の被害を軽減する技術として、レーダー装置やテレビカメラのようなセンサを用いて障害物を検知し、自車の車速およびヨーレート等の車両運動状態から自車の進路を予測し、前記センサで検知した障害物の運動状態から障害物の進路を予測し、自車および障害物が接触する可能性が高い場合に運転者に自発的な接触回避操作を促す警報を発し、運転者の回避操作が行われない場合にステアリングアクチュエータを駆動して接触回避支援を行うものが知られている。

また車群の先頭車両の種別や車群の移動速度によって車群に優先順位を付け、その優先順位に基づいて危険報知を行うものが、下記特許文献１により公知である。
特許第４００８２５２号公報

ところで、接触回避支援装置の作動タイミングが早すぎると運転者に過剰な期待を持たせたり、運転者に違和感を与えたりする可能性があり、逆に接触回避支援装置の作動タイミングが遅すぎると接触回避効果が充分に得られない可能性があるため、個々の場合に応じて接触回避支援装置の作動タイミングを設定することが望ましい。

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明は、車群の先頭車両の種別や車群の移動速度によって優先順位を付け、車群の優先順位に基づいて危険報知を行うため、実際には自車が車群を構成する全ての車両と衝突する可能性があり、車群内の各車両に対して接触回避支援装置を個別の作動タイミングで作動させることが必要となる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自車に接近してくる対向車に対する接触回避支援制御を的確に行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、自車の周囲の物体を検知する物体検知手段と、前記物体検知手段により検知された物体および自車の相対速度から対向車を判定する対向車判定手段と、前記対向車判定手段で判定した対向車の進路を予測する対向車進路予測手段と、予測された自車進路および対向車進路に基づいて自車および対向車の接触可能性を判定し、接触可能性が高いと判定されたときに接触回避支援を行う接触回避支援手段とを備えた車両の接触回避支援装置において、前記対向車判定手段で判定した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間を検知する対向車間隔検知手段を備え、前記接触回避支援手段は、前記対向車間隔検知手段で検知した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間が長いほど、接触回避支援が行われ易くする、あるいは接触回避支援を強めるように、その車間距離あるいは車間時間に応じて接触回避支援の内容を変更することを特徴とする車両の接触回避支援装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、自車の周囲の物体を検知する物体検知手段と、前記物体検知手段により検知された物体および自車の相対速度から対向車を判定する対向車判定手段と、前記対向車判定手段で判定した対向車の進路を予測する対向車進路予測手段と、予測された自車進路および対向車進路に基づいて自車および対向車の接触可能性を判定し、接触可能性が高いと判定されたときに接触回避支援を行う接触回避支援手段とを備えた車両の接触回避支援装置において、前記対向車判定手段で判定した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間を検知する対向車間隔検知手段を備え、前記接触回避支援手段は、前記対向車間隔検知手段で検知した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間が短いほど、接触回避支援が行われ難くする、あるいは接触回避支援を弱めるように、その車間距離あるいは車間時間に応じて接触回避支援の内容を変更することを特徴とする車両の接触回避支援装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２の構成に加えて、前記対向車間隔検知手段は、接触回避支援の判定対象となる判定対象対向車と、該判定対象対向車の進行方向前方を走行する先行対向車との車間距離あるいは車間時間を検知し、前記接触回避支援手段は、検知された車間距離あるいは車間時間に応じて前記判定対象対向車に対する接触回避支援の内容を変更することを特徴とする車両の接触回避支援装置が提案される。

本発明によれば、対向車判定手段が物体検知手段により検知された物体および自車の相対速度から対向車を判定し、対向車進路予測手段が対向車判定手段で判定した対向車の進路を予測し、対向車間隔検知手段が対向車判定手段で判定した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間を検知し、接触回避支援手段が対向車間隔検知手段で検知した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間に応じて、対向車との接触を回避し、あるいは接触した場合の被害を軽減する接触回避支援の内容を変更するので、運転者の注意力に応じた必要かつ充分な接触回避支援を行うことができる。

特に請求項１の発明によれば、対向車間隔検知手段で検知した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間が長いほど、つまり対向車に対する運転者の注意が散漫になる場合に、接触回避支援手段が接触回避支援が行われ易くする、あるいは接触回避支援を強めるので、対向車との接触回避効果あるいは接触時の被害軽減効果を高めることができる。

また特に請求項２の発明によれば、対向車間隔検知手段で検知した複数の対向車間の車間距離あるいは車間時間が短いほど、つまり対向車に対する運転者の注意が集中する場合に、接触回避支援手段が接触回避支援が行われ難くする、あるいは接触回避支援を弱めるので、過剰な接触回避支援が行われて運転者が違和感を感じるのを防止することができる。

また特に請求項３の発明によれば、対向車間隔検知手段は接触回避支援の判定対象となる判定対象対向車と、その判定対象対向車の進行方向前方を走行する先行対向車との車間距離あるいは車間時間を検知し、接触回避支援手段は検知された車間距離あるいは車間時間に応じて判定対象対向車に対する接触回避支援の内容を変更するので、複数の判定対象対向車に対する接触回避支援を適切に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は接触回避支援装置のブロック図、図２は接触回避支援制御のフローチャート、図３は操舵回避量の設定方法の説明図、図４は操舵回避量から作動タイミングを検索するマップ、図５は対向車の車間距離の説明図、図６は車間距離から作動タイミング補正量を検索するマップ、図７は車間距離から係数を検索するマップである。

図１に示すように、自車前方の物体（例えば対向車）を検知すべく車体前部に搭載された波レーダー装置Ｓｒは、電磁波（ミリ波）を自車前方の検知領域に送信し、その電磁波が物体に反射された反射波を受信する送受信手段１１と、送受信手段１１からの信号を処理する演算処理装置１２とで構成される。レーダー装置Ｓｒの演算処理装置１２は、物体検知手段Ｍ１と、対向車判定手段Ｍ２と、対向車進路予測手段Ｍ３と、対向車間隔検知手段Ｍ４とを備える。

レーダー装置Ｓｒの演算処理装置１２の対向車進路予測手段Ｍ３および対向車間隔検知手段Ｍ４に接続された電子制御ユニットよりなる接触回避制御手段Ｕは、自車が対向車と接触する可能性があると判定したとき、その接触を回避し、あるいは接触の被害を軽減すべく、ブレーキアクチュエータ１３、ステアリングアクチュエータ１４およびアラーム装置１５の作動を制御する。

レーダー装置Ｓｒの送受信手段１１が車体前方に電磁波（ミリ波）を送信し、その電磁波が物体に反射された反射波を受信することで、物体検知手段Ｍ１は前記物体の距離、方向および相対速度を算出する。レーダー装置Ｓｒが検知する物体には、自車の前方から逆方向に走行してくる対向車と、自車の前方を同方向に走行する前走車と、移動しない路側物とがあるが、対向車判定手段Ｍ２は自車に対する相対速度が自車の車速よりも所定値を超えて大きい物体を対向車と判定する。前走車は、自車に対する相対速度が自車の車速よりも所定値を超えて小さいため、対向車と識別することができる。移動しない路側物は、自車に対する相対速度が自車の車速に一致するため、対向車と識別することができる。

対向車進路予測手段Ｍ３は、対向車判定手段Ｍ２で判定した対向車の過去の移動軌跡から、対向車の将来の予測進路を推定する。対向車間隔検知手段Ｍ４は、対向車判定手段Ｍ２が複数の対向車Ｖｂを判定した場合、自車Ｖａに最も近い対向車Ｖｂ１および自車Ｖａに２番目に近い対向車Ｖｂ２の車間距離を検知する（図５参照）。２番目に近い対向車Ｖｂ２の後方に３番目、４番目、５番目…に近い対向車Ｖｂ３，Ｖｂ４，Ｖｂ５…が存在すれば、自車Ｖａに最も近い対向車Ｖｂ１に対する前記３番目以降の対向車Ｖｂ３，Ｖｂ４，Ｖｂ５…の車間距離も検知する。

接触回避支援手段Ｕは、自車Ｖａの車速およびヨーレートから自車Ｖａの進路を予測し、対向車進路予測手段Ｍ３で予測した対向車Ｖｂ（Ｖｂ１，Ｖｂ２，Ｖｂ３…）の予測進路と自車Ｖａの予測進路とを比較し、それらが干渉するときに自車Ｖａおよび対向車Ｖｂが接触する可能性があると判定し、その接触を回避し、あるいは接触の被害を軽減すべく、ブレーキアクチュエータ１３、ステアリングアクチュエータ１４およびアラーム装置１５の作動を制御する。

次に、自車および対向車の接触回避制御の内容を、図２のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ１で物体検知手段Ｍ１により対向車Ｖｂのような障害物を検知し、ステップＳ２で接触回避支援手段Ｕにより自車Ｖａの予測進路を算出するとともに、対向車進路予測手段Ｍ３により対向車Ｖｂの予測進路を算出する。続くステップＳ３で接触回避支援手段Ｕにより自車Ｖａおよび対向車Ｖｂが所定の余裕を有して接触を回避するために必要な操舵回避量を算出する。

図３（Ａ）に示すように、自車Ｖａの予測進路と対向車Ｖｂの予測進路が干渉して接触が発生する可能性があるとき、図３（Ｂ）に示すように、自車Ｖａが左側に操舵して接触を回避するために必要な左操舵量と、自車Ｖａが右側に操舵して接触を回避するために必要な右操舵量とを算出する。図３（Ｂ）の場合には、左操舵量が右操舵量よりも小さいため、左操舵量が最終的な操舵回避量として選択される。

続くステップＳ４で操舵回避量が所定値を超えていなければ、接触の可能性が低いか、接触の可能性がなくなったと判断し、ステップＳ５で接触回避制御を停止する。前記ステップＳ４で操舵回避量が所定値を超えていれば、ステップＳ６でアラーム装置１５を作動させるタイミングである警報タイミングと、ブレーキアクチュエータ１３およびステアリングアクチュエータ１４を作動させるタイミングである接触回避タイミングとを算出する。図４から明らかなように、ブレーキアクチュエータ１３、ステアリングアクチュエータ１４およびアラーム装置１５の作動タイミングは、操舵回避量の増加に応じて増加するように設定される。

続くステップＳ７で警報距離（接触が予測される位置から警報を開始するまでの距離）を警報タイミングに自車Ｖａおよび対向車Ｖｂの相対速度を乗算することで算出するとともに、接触回避制御距離（接触が予測される位置から接触回避制御を開始するまでの距離）を接触回避制御タイミングに自車Ｖａおよび対向車Ｖｂの相対速度を乗算することで算出する。図４で説明したように、操舵回避量が大きいとき、つまり接触の可能性が高いときに作動タイミングが増加する。従って、前記ステップＳ７の数式のように警報距離および接触回避制御距離を決定することで、接触の可能性が高いときに接触が予測される位置から充分に手前で警報あるいは接触回避制御を開始することができる。

そしてステップＳ８で対向車Ｖｂとの相対距離が警報距離以上であればステップＳ９で警報を行わず、ステップＳ８で対向車Ｖｂとの相対距離が警報距離未満になるとステップＳ１０でアラーム装置１５を作動させ運転者に自発的な接触回避を促すべく警報を行う。更にステップＳ１１で相対距離が接触回避制御距離以上であれば、ステップＳ５で接触回避制御を行わず、ステップＳ１１で相対距離が接触回避制御距離未満になると、ステップＳ１２で接触回避に必要な目標ヨーレートを算出し、ステップＳ１３で前記目標ヨーレートを発生するようにステアリングアクチュエータ１４を作動させて接触回避制御を実行する。このときブレーキアクチュエータ１３を同時に作動させることで、接触回避効果を更に高めることができる。

ステアリングアクチュエータ１４は、係数をｋとして、ｋ×自車速度×目標ヨーレートによりステアリングトルク制御量を算出し、ステアリングトルク制御量を発生するようにステアリングアクチュエータ１４をフィードフォワード制御する。あるいは実ヨーレートが目標ヨーレートに一致するように、ステアリングアクチュエータ１４をフィードバック制御しても良い。

図５は、自車Ｖａに対して対向車Ｖｂ（Ｖｂ１，Ｖｂ２）が接近してくる状態を示している。自車Ｖａに近い先頭の対向車Ｖｂ１に対する２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離はｄ１である。

図６は、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１から作動タイミング補正量を検索するマップを示している。車間距離ｄ１が３０ｍ以上では作動タイミング補正量はゼロに設定されるが、車間距離ｄ１が３０ｍ未満になると作動タイミング補正量は一定値まで次第に増加し、車間距離ｄ１が１０ｍ未満になると作動タイミング補正量は前記一定値に保持される。

前記作動タイミングは、図４に示すマップから検索した作動タイミングから減算されるため、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１が小さいほど作動タイミングが小さくなるように補正される。その結果、車間距離ｄ１が小さいほど２番目の対向車Ｖｂ２との接触が予測される位置の間近になってから警報や接触回避制御が行われるようになる。言い換えると、車間距離ｄ１が小さいほど、対向車Ｖｂ２に対する警報や接触回避制御が行われ難くなる。

その理由は、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１が小さい場合は、先頭の対向車Ｖｂ１の接近によって対向車線に注意を払った運転者の注意力が２番目の対向車Ｖｂ２に対してもそのまま持続するため、過剰な警報や接触回避制御が行われると運転者が違和感を感じるからである。尚、先頭の対向車Ｖｂ１が自車Ｖ１とすれ違った後は、２番目の対向車Ｖｂ２が先頭の対向車Ｖｂ１となる。

逆に、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１が大きい場合は、先頭の対向車Ｖｂ１とすれ違ってから２番目の対向車Ｖｂ２が接近するまでの時間が長くなり、対向車線に対する運転者の注意力が散漫になる可能性があるため、早めに警報や接触回避制御を開始して確実な接触回避や被害軽減を図ることができる。

図７は、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１から前記係数ｋを検索するマップを示している。車間距離ｄ１が減少すると、係数ｋは次第に減少するように設定される。上述したように、係数ｋは、ｋ×自車速度×目標ヨーレートによりステアリングトルク制御量を算出する際に用いられるが、この係数ｋを図７のように設定することで、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１が減少すると、つまり２番目の対向車Ｖｂ２に対する運転者の注意力が高まると、ステアリングトルク制御量は次第に減少するため、接触回避制御の強さが弱められることになり、過剰な警報や接触回避制御による運転者の違和感を解消することができる。

次に、図８および図９に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１に応じて、２番目の対向車Ｖｂ２に対する接触回避制御の強さを変化させているが、図８に示すように、第２の実施の形態は前記車間距離ｄ１に代えて、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間時間ｔ１（２番目の対向車Ｖｂ２が現在の先頭の対向車Ｖｂ１の位置に達するまでの時間）をパラメータとして用いるものである。

図９に示すように、車間時間ｔ１が０秒から３０秒までは作動タイミング補正量はゼロに保持され、車間時間ｔ１が３０秒から５分まで増加する間に、作動タイミング補正量はゼロから所定値まで次第に増加し、車間時間ｔ１が５分を超えると作動タイミング補正量は前記所定値に保持される。

この第２の実施の形態では、作動タイミング補正量が、図４に示すマップから検索した作動タイミングから「減算」されるのではなく「加算」されるため、車間時間ｔ１が大きいときほど、つまり先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間距離ｄ１が大きく、対向車線に対する運転者の注意が散漫になっているときほど、２番目の対向車Ｖｂ２に対する警報や接触回避制御を早めに行うことができる。

また本第２の実施の形態においても、車間時間ｔ１の減少に応じて係数ｋが減少するように設定されているため（図７参照）、先頭の対向車Ｖｂ１および２番目の対向車Ｖｂ２の車間時間ｔ１が減少すると、つまり２番目の対向車Ｖｂ２に対する運転者の注意力が高まると接触回避制御の強さが弱められるため、過剰な警報や接触回避制御による運転者の違和感を解消することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では接触回避制御に主としてステアリングアクチュエータ１４を用い、ブレーキアクチュエータ１３を補助的に用いているが、主としてブレーキアクチュエータ１３を用い、ステアリングアクチュエータ１４を補助的に用いても良く、更にブレーキアクチュエータ１３およびステアリングアクチュエータ１４を対等に用いても良い。

またレーダー装置Ｓｒは実施の形態のミリ波レーダー装置に限定されず、レーザーレーダー装置であっても良い。

第１の実施の形態に係る接触回避支援装置のブロック図 接触回避支援制御のフローチャート 操舵回避量の設定方法の説明図 操舵回避量から作動タイミングを検索するマップ 対向車の車間距離の説明図 車間距離から作動タイミング補正量を検索するマップ 車間距離から係数を検索するマップ 第２の実施の形態に係る、対向車の車間時間の説明図 車間時間から作動タイミング補正量を検索するマップ

Ｍ１ 物体検知手段
Ｍ２ 対向車判定手段
Ｍ３ 対向車進路予測手段
Ｍ４ 対向車間隔検知手段
Ｕ 接触回避支援手段
Ｖａ 自車
Ｖｂ 対向車
Ｖｂ１ 対向車
Ｖｂ２ 対向車

Claims (3)

1. 自車（Ｖａ）の周囲の物体を検知する物体検知手段（Ｍ１）と、
   前記物体検知手段（Ｍ１）により検知された物体および自車（Ｖａ）の相対速度から対向車（Ｖｂ）を判定する対向車判定手段（Ｍ２）と、
   前記対向車判定手段（Ｍ２）で判定した対向車（Ｖｂ）の進路を予測する対向車進路予測手段（Ｍ３）と、
   予測された自車進路および対向車進路に基づいて自車（Ｖａ）および対向車（Ｖｂ）の接触可能性を判定し、接触可能性が高いと判定されたときに接触回避支援を行う接触回避支援手段（Ｕ）とを備えた車両の接触回避支援装置において、
   前記対向車判定手段（Ｍ２）で判定した複数の対向車（Ｖｂ１，Ｖｂ２）間の車間距離あるいは車間時間を検知する対向車間隔検知手段（Ｍ４）を備え、
   前記接触回避支援手段（Ｕ）は、前記対向車間隔検知手段（Ｍ４）で検知した複数の対向車（Ｖｂ１，Ｖｂ２）間の車間距離あるいは車間時間が長いほど、接触回避支援が行われ易くする、あるいは接触回避支援を強めるように、その車間距離あるいは車間時間に応じて接触回避支援の内容を変更することを特徴とする車両の接触回避支援装置。
2. 自車（Ｖａ）の周囲の物体を検知する物体検知手段（Ｍ１）と、
   前記物体検知手段（Ｍ１）により検知された物体および自車（Ｖａ）の相対速度から対向車（Ｖｂ）を判定する対向車判定手段（Ｍ２）と、
   前記対向車判定手段（Ｍ２）で判定した対向車（Ｖｂ）の進路を予測する対向車進路予測手段（Ｍ３）と、
   予測された自車進路および対向車進路に基づいて自車（Ｖａ）および対向車（Ｖｂ）の接触可能性を判定し、接触可能性が高いと判定されたときに接触回避支援を行う接触回避支援手段（Ｕ）とを備えた車両の接触回避支援装置において、
   前記対向車判定手段（Ｍ２）で判定した複数の対向車（Ｖｂ１，Ｖｂ２）間の車間距離あるいは車間時間を検知する対向車間隔検知手段（Ｍ４）を備え、
   前記接触回避支援手段（Ｕ）は、前記対向車間隔検知手段（Ｍ４）で検知した複数の対向車（Ｖｂ１，Ｖｂ２）間の車間距離あるいは車間時間が短いほど、接触回避支援が行われ難くする、あるいは接触回避支援を弱めるように、その車間距離あるいは車間時間に応じて接触回避支援の内容を変更することを特徴とする車両の接触回避支援装置。
3. 前記対向車間隔検知手段（Ｍ４）は、接触回避支援の判定対象となる判定対象対向車（Ｖｂ２）と、該判定対象対向車（Ｖｂ２）の進行方向前方を走行する先行対向車（Ｖｂ１）との車間距離あるいは車間時間を検知し、
   前記接触回避支援手段（Ｕ）は、検知された車間距離あるいは車間時間に応じて前記判定対象対向車（Ｖｂ２）に対する接触回避支援の内容を変更することを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両の接触回避支援装置。

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