KR20140051444A

KR20140051444A - 차량의 운전 지원 시스템

Info

Publication number: KR20140051444A
Application number: KR1020147007462A
Authority: KR
Inventors: 신지 이가라시
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2014-04-30
Also published as: EP2763119A4; BR112014002752A2; US9196162B2; US20140257593A1; CN103827940B; EP2763119A1; JP5768891B2; EP2763119B1; WO2013046298A1; CN103827940A; RU2014110658A; JPWO2013046298A1; RU2570191C2; CA2843835A1; BR112014002752B1

Abstract

본 발명은, 차량의 충돌 회피를 지원하는 시스템에 있어서, 운전자의 감각에 적합한 운전 지원을 행할 수 있는 기술의 제공을 과제로 하는 것이다. 이 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 차량의 충돌 회피를 지원하는 시스템에 있어서, 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위에 있어서 자차량이 주행할 수 있는 경로의 범위인 주행 범위를 구하고, 주행 범위 내에 입체물을 회피 가능한 경로가 존재하는 경우에는 운전 지원을 실시하지 않고, 주행 범위 내에 입체물을 회피 가능한 경로가 존재하지 않는 경우에는 운전 지원을 실시하도록 하였다.

Description

차량의 운전 지원 시스템{VEHICLE DRIVING ASSISTANCE SYSTEM}

본 발명은, 자차량의 진로 상에 존재하는 입체물을 회피하기 위한 운전 지원을 행하는 기술에 관한 것이다.

자차량의 진로 상에 존재하는 입체물을 검출하여, 자차량이 입체물에 도달하는 시간, 혹은 자차량과 입체물의 상대 거리가 임계값 이하로 되었을 때에, 운전자에게 경고하거나, 혹은 제동 장치를 시키는 등의 운전 지원을 행하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조).

일본 특허 출원 공개 평07-149193호 공보

그런데, 상기한 종래의 기술에 있어서는, 운전자의 의지에 반하여 운전 지원이 실시될 가능성이 있으므로, 운전 지원을 실시하는지 여부의 판정 방법에 개선의 여지가 있었다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 다양한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 차량의 충돌 회피를 지원하는 시스템에 있어서, 운전자의 감각에 적합한 운전 지원을 행할 수 있는 기술의 제공에 있다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해, 차량의 충돌 회피를 지원하는 시스템에 있어서, 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위에 있어서 자차량이 장래적으로 주행할 수 있는 경로의 범위를 특정하고, 그 범위 내에 입체물을 회피 가능한 경로가 존재하지 않는 것을 조건으로 운전 지원을 실시하도록 하였다.

상세하게는, 본 발명에 관한 차량의 운전 지원 시스템은,

자차량의 주위에 존재하는 입체물을 인식하는 인식 수단과,

자차량의 현재의 운동량을 취득하는 취득 수단과,

상기 취득 수단에 의해 취득된 운동량에 대해 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위 내에서 발생하는 운동량의 변화분을 증감시킨 경우에 자차량이 주행할 수 있는 경로의 범위인 주행 범위에, 상기 인식 수단에 의해 인식된 입체물과의 충돌을 회피 가능한 경로인 회피 라인이 존재하지 않는 것을 조건으로 하여, 상기 입체물과의 충돌을 피하기 위한 지원을 실시하는 지원 수단을 구비하도록 하였다.

본 발명에 따르면, 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작에 의해 증감하는 자차량의 운동량의 변화분(이하, 「통상 변화분」이라 칭함)과 현재의 자차량의 운동량에 기초하여, 자차량이 장래적으로 주행할 수 있는 경로의 범위(주행 범위)가 구해진다. 이와 같은 주행 범위는 운전자의 운전 조작 상태가 현상태 그대로라고 가정한 경우(차량의 운동량이 현상태 그대로라고 가정한 경우)에 자차량이 주행하는 경로에 추가하여, 운전자가 통상의 운전 조작을 행한다고 가정한 경우(운전자가 통상의 운전 조작을 행함으로써 자차량의 운동량이 변화된다고 가정한 경우)에 자차량이 주행하는 경로를 포함하게 된다. 또한, 여기서 말하는 「통상의 운전 조작」에는, 제동 조작에 추가하여, 스티어링 조작(조타)도 포함되는 것으로 한다.

상기 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하는 경우에는, 운전자가 통상의 운전 조작을 행함으로써, 자차량과 입체물의 충돌을 회피할 수 있다. 그로 인해, 운전자가 장래적으로 통상과 같은 운전 조작을 행할 의지를 갖고 있음에도, 운전 지원이 실시되면, 운전자가 번거로움을 기억할 가능성이 있다.

이에 대해, 본 발명의 운전 지원 시스템은, 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하는 경우, 즉, 운전자가 통상의 운전 조작을 행함으로써 자차량과 입체물의 충돌을 회피 가능한 경우에는, 운전 지원을 실시하지 않는다. 그 결과, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하는 의지를 갖고 있음에도, 운전 지원이 실시되는 사태를 피할 수 있다.

또한, 지원 수단에 의한 운전 지원이 실시되지 않았던 경우에, 운전자가 통상과 같은 운전 조작을 행하지 않을 가능성도 있다. 예를 들어, 운전자의 의식 레벨이 낮거나, 운전자가 한눈팔기를 하고 있으면, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하지 않을 가능성이 있다. 단, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하지 않는 경우에는, 차량이 입체물에 근접함에 따라서, 회피 라인의 선택지가 적어져 간다. 그리고, 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않게 되었던 시점에서, 운전 지원이 실행되게 된다. 그 결과, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하지 않았던 경우라도, 자차량과 입체물의 충돌을 회피하는 것이 가능해진다.

여기서, 상기한 통상 변화분은, 미리 실험 등을 이용한 적합 처리에 의해 구해져 있어도 되고, 혹은 운전자의 운전 조작 이력에 기초하여 학습되도록 해도 된다. 그때, 통상 변화분은, 고정값이어도 되고, 혹은 자차량의 주행 속도에 따라서 증감되는 가변값이어도 된다. 통상 변화분이 주행 속도에 따라서 증감되는 경우에는, 차속이 낮을 때에는 높을 때에 비해 통상 변화분이 크게 되어도 된다. 이는, 차속이 낮을 때에는 높을 때에 비해, 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위가 확대되는 경향이 있고, 그것에 의해 통상 변화분도 커지기 때문이다.

본 발명에 있어서의 자차량의 「운동량」으로서는, 자차량에 작용하는 요레이트, 차량 전후 방향으로 작용하는 가속도(전후 가속도), 차량 좌우 방향으로 작용하는 가속도(횡가속도), 차량 전후 방향으로 작용하는 G(전후 G), 차량 좌우 방향으로 작용하는 G(좌우 G), 코너링 포스 등을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 자차량의 「운동량」으로서 사용되는 파라미터는, 횡가속도나 좌우 G와 같이, 자차량의 주행 속도가 높을 때에는 낮을 때에 비해, 상기한 주행 범위가 좁아지는 파라미터인 것이 바람직하다. 이와 같은 파라미터가 운동량으로서 사용되면, 차속이 높을 때에는 낮을 때에 비해, 주행 범위가 좁아진다. 그 결과, 차속이 높을 때에는 낮을 때에 비해, 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않게 되는 타이밍(바꿔 말하면, 운전 지원이 실시되는 타이밍)이 빨라진다. 따라서, 자차량의 주행 속도가 높은 경우라도, 자차량과 입체물의 충돌을 피하는 것이 가능해진다.

다음에, 본 발명의 차량의 운전 지원 시스템에 있어서, 상기 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않는 경우에는, 지원 수단은, 즉시 운전 지원을 실시해도 되고, 혹은 주행 범위에 포함되는 경로 중 최장의 경로 길이가 임계값 이하로 된 시점에서 운전 지원을 실시해도 된다.

상기 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않는 경우에, 즉시 운전 지원이 실시되면, 보다 확실하게 충돌을 회피하기 쉬워진다. 단, 운전자에 따라서는 비교적 늦은 시기에 운전 조작을 개시하는 경우도 있으므로, 상기 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않을 때에 즉시 운전 지원이 실시되면, 운전자가 번거로움을 기억할 가능성도 있다. 이에 대해, 상기 주행 범위에 포함되는 경로 중, 최장의 경로 길이가 임계값 이하로 된 시점에서 운전 지원이 실시되면, 상기한 바와 같은 운전자에게 번거로움을 기억시키지 않고, 운전 지원을 실시할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 「임계값」은, 운전 지원을 실시함으로써, 자차량과 입체물의 충돌을 회피할 수 있는 최단의 길이에 마진을 가산한 값이다.

본 발명에 있어서의 운전 지원은, 경고음, 경고등, 혹은 메시지 중 적어도 하나를 스피커나 디스플레이에 출력하는 처리나, 타각 조작(조타) 및 또는 제동 조작을 자동적으로 행하는 처리 등이다. 또한, 타각 조작과 제동 조작을 조합한 운전 지원이 실시되는 경우에는, 타각 조작 혹은 제동 조작 중 어느 한쪽만에 의한 운전 지원이 실시되는 경우에 비해, 상기한 임계값을 작게 할 수 있으므로, 운전 지원의 실시 타이밍을 가급적으로 지연시키면서, 자차량과 입체물의 충돌을 회피할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차량의 충돌 회피를 지원하는 시스템에 있어서, 운전자의 감각에 적합한 지원을 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 차량의 운전 지원 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 주행 범위를 구하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 3은 주행 범위를 구하는 다른 방법을 도시하는 도면이다.
도 4는 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하는 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않는 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 운전 지원의 실행 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 차속과 주행 범위의 상관 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 통상 변화분과 차속의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 여기서는, 자차량의 주로나 장해물을 판정하고, 판정된 주로로부터의 일탈이나 장해물과의 충돌을 회피하기 위한 지원을 행하는 시스템에 본 발명을 적용하는 예에 대해 설명한다. 또한, 여기서 말하는 「지원」은, 자차량이 장해물인 입체물을 회피 가능한 타이밍으로 실행되는 처리이고, 차량과 장해물의 충돌이 불가피한 경우에 실행되는 충돌 피해 경감 처리보다 빠른 시기에 실행된다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 설명하는 구성은, 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것이고, 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다.

<실시예 1>

우선, 본 발명의 제1 실시예에 대해 도 1 내지 도 6에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명을 적용하는 차량의 운전 지원 시스템의 구성을 기능별로 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 차량에는, 운전 지원용 제어 유닛(ECU)(1)이 탑재되어 있다.

ECU(1)는 CPU, ROM, RAM, 백업 RAM, I/O 인터페이스 등을 구비한 전자 제어 유닛이다. ECU(1)에는 외계 인식 장치(2), 요레이트 센서(3), 차륜속 센서(4), 가속도 센서(5), 브레이크 센서(6), 액셀러레이터 센서(7), 타각 센서(8), 조타 토크 센서(9) 등의 각종 센서가 전기적으로 접속되어, 그들 센서의 출력 신호가 ECU(1)로 입력되도록 되어 있다.

외계 인식 장치(2)는, 예를 들어 LIDAR(Laser Imaging Detection And Ranging), LRF(Laser Range Finder), 밀리미터파 레이더, 스테레오 카메라 등의 측정 장치 중 적어도 하나를 포함하고, 차량의 주위에 존재하는 입체물과 자차량의 상대 위치에 관한 정보(예를 들어, 상대 거리나 상대 각도)를 검출한다.

요레이트 센서(3)는, 예를 들어 자차량의 차체에 설치되어, 자차량에 작용하고 있는 요레이트와 상관하는 전기 신호를 출력한다. 차륜속 센서(4)는 자차량의 차륜에 설치되어, 차량의 주행 속도(차속)에 상관하는 전기 신호를 출력하는 센서이다. 가속도 센서(5)는 자차량의 전후 방향으로 작용하고 있는 가속도(전후 가속도) 및 자차량의 좌우 방향으로 작용하고 있는 가속도(횡가속도)에 상관하는 전기 신호를 출력한다.

브레이크 센서(6)는, 예를 들어 차실 내의 브레이크 페달에 설치되어, 브레이크 페달의 조작 토크(답력)에 상관하는 전기 신호를 출력한다. 액셀러레이터 센서(7)는, 예를 들어 차실 내의 액셀러레이터 페달에 설치되어, 액셀러레이터 페달의 조작 토크(답력)에 상관하는 전기 신호를 출력한다. 타각 센서(8)는, 예를 들어 차실 내의 스티어링 휠에 접속된 스티어링 로드에 설치되어, 스티어링 휠의 중립 위치로부터의 회전 각도(조타각)에 상관하는 전기 신호를 출력한다. 조타 토크 센서(9)는 스티어링 로드에 설치되어, 스티어링 휠에 입력되는 토크(조타 토크)에 상관하는 전기 신호를 출력한다.

또한, ECU(1)에는 버저(10), 표시 장치(11), 전동 파워 스티어링(EPS)(12), 전자 제어식 브레이크(ECB)(13) 등의 각종 기기가 접속되어, 그들 각종 기기가 ECU(1)에 의해 전기적으로 제어되도록 되어 있다.

버저(10)는, 예를 들어 차실 내에 설치되어, 경고음 등을 출력하는 장치이다. 표시 장치(11)는, 예를 들어 차실 내에 설치되어, 각종 메시지나 경고등을 표시하는 장치이다. 전동 파워 스티어링(EPS)(12)은 전동 모터가 발생하는 토크를 이용하여, 스티어링 휠의 조타 토크를 조력하는 장치이다. 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)는 각 차륜에 설치된 마찰 브레이크의 작동 유압(브레이크 유압)을 전기적으로 조정하는 장치이다.

ECU(1)는 상기한 각종 센서의 출력 신호를 이용하여 각종 기기를 제어하기 위해, 이하와 같은 기능을 갖고 있다. 즉, ECU(1)는, 주행로 인식부(100), 주행 범위 예측부(101), 지원 판정부(102), 경보 판정부(103), 제어 판정부(104) 및 제어량 연산부(105)를 구비하고 있다.

주행로 인식부(100)는 상기 외계 인식 장치(2)로부터 출력되는 정보에 기초하여, 자차량이 이제부터 주행하는 도로(주로)에 관한 정보를 생성한다. 예를 들어, 주행로 인식부(100)는 자차량을 원점으로 하는 좌표계에 있어서, 자차량의 장해물이 될 수 있는 입체물이나 차선 경계를 나타내는 지표(예를 들어, 차선 경계를 나타내는 백선이나 황색선 등의 도로 표시나, 차선 옆에 연장되는 연석, 가드 레일, 홈, 벽, 폴 등의 입체물 등)의 위치나, 그들 입체물이나 차선 경계에 대한 자차량의 자세(거리나 요각 등)에 관한 정보를 생성한다. 또한, 주행로 인식부(100)는 본 발명에 관한 인식 수단에 상당한다.

주행 범위 예측부(101)는 상기 주행로 인식부(100)에 의해 생성된 좌표계에 있어서, 자차량이 이제부터 통과한다고 예측되는 경로를 특정한다. 그때, 주행 범위 예측부(101)는 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위에 있어서 자차량이 장래적으로 주행할 수 있는 경로의 범위(주행 범위)를 특정한다.

구체적으로는, 주행 범위 예측부(101)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 가속도 센서(5)의 출력 신호로부터 자차량 A의 현재의 횡가속도 Gy0을 취득하고, 자차량 A가 현재의 횡가속도 Gy0을 유지한 상태로 주행한 경우에 통과한다고 예측되는 경로 a를 특정한다. 다음에, 주행 범위 예측부(101)는 자차량 A의 현재의 횡가속도 Gy0에 통상 변화분 △Gy를 가산한 경우에 자차량 A가 통과한다고 예측되는 경로 b1을 특정함과 함께, 자차량 A의 현재의 횡가속도 Gy0으로부터 통상 변화분 △Gy를 감산한 경우에 자차량 A가 통과한다고 예측되는 경로 b2를 특정한다. 그때, 주행 범위 예측부(101)는 현재의 횡가속도 Gy0에 통상 변화분 △Gy를 가산 또는 감산한 값으로부터 자차량 A의 선회 반경 R을 연산하고, 산출된 선회 반경 R에 기초하여 경로 b1, b2를 특정하면 된다. 또한, 선회 반경 R은 차속 V를 요레이트 γ로 제산함으로써 구할 수 있음과 함께(R＝V/γ), 요레이트 γ는 횡가속도 Gy를 차속 V로 제산함으로써 구할 수 있다(γ＝Gy/V). 다음에, 주행 범위 예측부(101)는, 상기한 경로 b1로부터 b2까지의 범위(주행 범위)에 있어서, 조타각 또는 횡가속도를 일정량씩 변화시킨 경우의 경로 b0을 특정한다.

여기서, 상기 통상 변화분 △Gy는, 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위 내에 있어서의 횡가속도의 최대 변화량에 상당하는 양이고, 미리 실험적으로 구해져 있는 양이다. 또한, 자차량 A가 현시점에 있어서 이미 선회 상태에 있는 경우(|Gy0|>0)에는, 현재의 횡가속도 Gy0에 통상 변화분 △Gy를 가감시킨 값의 절대값(|Gy0±△Gy|)이 운전자의 통상의 운전 조작에 의해 발생할 수 있는 최대 횡가속도(예를 들어, 0.2G로부터 0.3G)보다 커질 가능성이 있다. 따라서, 통상 변화분 △Gy의 크기는 현재의 횡가속도 Gy0에 통상 변화분 △Gy를 가감한 값의 절대값이 상기 최대 횡가속도 이하가 되도록 제한되어도 된다.

또한, 주행 범위 예측부(101)는 주행 범위를 특정할 때에 자차량이 상기 최대 횡가속도로 주행한 경우에 통과한다고 예측되는 경로를 경로 b1, b2로 설정해도 된다. 예를 들어, 주행 범위 예측부(101)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 자차량이 최대 횡가속도로 우측 선회하면서 주행한 경우에 통과한다고 예측되는 경로를 경로 b1로 설정함과 함께, 자차량이 최대 횡가속도로 좌측 선회하면서 주행한 경우에 통과하는 경로를 경로 b2로 설정해도 된다.

다음에, 지원 판정부(102)는, 주행로 인식부(100)에 의해 생성된 정보와 주행 범위 예측부(101)에 의해 예측된 주행 범위에 기초하여, 운전 지원을 실시하는지 여부를 판별한다. 구체적으로는, 지원 판정부(102)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 입체물 B를 회피 가능한 경로(회피 라인) E가 상기 주행 범위 내에 존재하는 경우에는, 운전 지원의 실행을 금지한다. 한편, 지원 판정부(102)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 회피 라인이 존재하지 않는 경우에는, 운전 지원의 실시를 허가한다.

경보 판정부(103)는 상기 지원 판정부(102)에 의해 운전 지원의 실시가 허가된 경우에, 버저(10)의 명동(鳴動)이나, 표시 장치(11)에 의한 경고 메시지 혹은 경고등의 표시 등을 행함으로써, 운전자에게 경고를 재촉한다. 예를 들어, 경보 판정부(103)는, 상기 지원 판정부(102)에 의해 운전 지원의 실시가 허가되었을 때(상기 주행 범위에 회피 라인이 존재하지 않게 되었을 때)에 즉시 버저(10)를 명동시키거나, 또는 표시 장치(11)에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시켜도 된다.

또한, 경보 판정부(103)는 상기 주행 범위에 포함되는 경로 중, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로에 대해, 자차량과 입체물의 거리가 소정 거리 이하로 된 시점에서 버저(10)를 명동시키거나, 또는 표시 장치(11)에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시켜도 된다. 또한, 경보 판정부(103)는, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로에 대해, 자차량 A가 입체물 B에 도달할 때까지의 시간을 연산하여, 그 연산 결과가 소정 시간 이하로 된 시점에서 버저(10)를 명동시키거나, 또는 표시 장치(11)에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시키도록 해도 된다. 이와 같이, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로를 기준으로 하여, 버저(10)의 명동 타이밍이나 표시 장치(11)에 의한 경고 메시지 혹은 경고등의 표시 타이밍이 결정되면, 그들의 타이밍을 가급적 지연시킬 수 있다. 그 결과, 운전자에 대해 번거로움을 기억시키지 않고, 운전 지원을 실시할 수 있다.

여기서, 상기한 소정 거리나 소정 시간은, 요레이트 센서(3)의 출력 신호나 차륜속 센서(6)의 출력 신호에 따라서 변경되어도 된다. 예를 들어, 차속이 높을 때에는 낮을 때에 비해, 소정 거리나 소정 시간이 길게 설정되어도 된다. 또한, 요레이트가 클 때에는 작을 때에 비해, 소정 거리나 소정 시간이 길게 설정되어도 된다.

또한, 주행 범위에 포함되는 각 경로 길이를 상기 소정 거리로 설정하여, 주행 범위 내의 모든 경로가 입체물과 간섭한 시점에서 버저(10)를 명동시키거나, 또는 표시 장치(11)에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시키도록 해도 된다. 또한, 운전자에 대한 경고의 방법은 버저(10)를 명동시키는 방법이나, 표시 장치(11)에 경고 메시지 혹은 경고등을 표시시키는 방법으로 한정되지 않고, 예를 들어 안전 벨트의 체결 토크를 단속적으로 변화시키는 방법을 채용하여도 된다.

제어 판정부(104)는 상기 지원 판정부(102)에 의해 운전 지원 처리의 실행이 허가된 경우에, 자차량과 입체물의 충돌을 회피하기 위해, 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)를 작동시키는 타이밍을 결정한다.

구체적으로는, 제어 판정부(104)는 상기 주행 범위에 포함되는 경로 중, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로에 대해, 자차량과 입체물의 거리가 소정 거리 이하로 된 시점에서 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)를 작동시켜도 된다. 또한, 제어 판정부(104)는 상기 주행 범위에 포함되는 경로 중, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로에 대해, 자차량이 입체물에 도달하는 시간을 연산하여, 그 연산 결과가 소정 시간 이하로 된 시점에서 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)를 작동시켜도 된다.

이와 같이, 자차량과 입체물의 거리가 가장 긴 경로를 기준으로 하여, 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)의 작동 타이밍이 결정되면, 그들의 타이밍을 가급적 지연시킬 수 있다. 그 결과, 운전자에 대해 번거로움을 기억시키지 않고, 운전 지원을 실시할 수 있다.

또한, 주행 범위에 포함되는 각 경로 길이를 상기 소정 거리로 설정하여, 주행 범위 내의 모든 경로가 입체물과 간섭한 시점에서 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)를 작동시키도록 해도 된다.

제어 판정부(104)가 사용하는 소정 거리나 소정 시간은, 상기 경보 판정부(103)가 사용하는 소정 거리나 소정 시간과 마찬가지로 차속이나 요레이트에 따라서 변경되어도 되지만, 상기 경보 판정부(103)가 사용되는 소정 거리나 소정 시간과 동등 이하로 설정되는 것으로 한다.

제어량 연산부(105)는 상기 제어 판정부(104)에 의해 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)의 작동 타이밍이 결정되었을 때에, 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)의 제어량을 연산함과 함께, 산출된 제어량과 상기 제어 판정부(104)에 의해 판정된 타이밍에 따라서 전동 파워 스티어링(EPS)(12)이나 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)를 작동시킨다.

예를 들어, 제어량 연산부(105)는 자차량과 입체물의 충돌을 회피하기 위해 필요한 목표 요레이트를 연산한다. 이어서, 제어량 연산부(105)는 자차량의 실제의 요레이트[요레이트 센서(3)의 출력 신호]가 목표 요레이트와 일치하도록, 전동 파워 스티어링(EPS)(12)의 제어량(조타 토크)과 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)의 제어량(브레이크 유압)을 결정한다. 그때, 목표 요레이트와 조타 토크의 관계 및 목표 요레이트와 브레이크 유압의 관계는, 미리 맵화되어 있어도 된다.

또한, 차량을 감속시키는 방법은, 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)에 의해 마찰 브레이크를 작동시키는 방법으로 한정되지 않고, 차량의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환(회생)시키는 방법이나, 변속기의 변속비를 변경시켜 엔진 브레이크를 증대시키는 방법을 사용해도 된다. 또한, 차량의 요레이트를 변경하는 방법은, 전동 파워 스티어링(EPS)(12)에 의해 타각을 변화시키는 방법으로 한정되지 않고, 자차량의 좌우륜에 대해 다른 브레이크 유압을 인가하는 방법을 사용해도 된다.

여기서, 상기한 주행 범위 예측부(101), 지원 판정부(102), 경보 판정부(103), 제어 판정부(104) 및 제어량 연산부(105)는 본 발명에 관한 지원 수단에 상당한다.

이하, 본 실시예에 있어서의 운전 지원의 실행 수순에 대해 도 6을 따라서 설명한다. 도 6은 ECU(1)에 의해 반복 실행되는 처리 루틴으론, ECU(1)의 ROM 등에 미리 기억되어 있다.

도 6의 처리 루틴에서는, ECU(1)는, 우선 S101에 있어서, 외계 인식 장치(2)의 출력 신호에 기초하여, 자차량이 장래 주행하는 주로에 관한 정보(주로 정보)를 생성한다. 즉, ECU(1)는 자차량을 원점으로 하는 좌표계에 있어서, 자차량의 장해물이 될 수 있는 입체물이나 차선 경계를 나타내는 지표의 위치 좌표나 크기에 관한 정보를 생성함과 함께, 그들 입체물이나 차선 경계에 대한 자차량의 자세에 관한 정보를 생성한다.

S102에서는, ECU(1)는 상기 S101에서 생성된 주로 정보에 기초하여, 자차량의 진로 상에 장해물이 되는 입체물이 존재하는지 여부를 판별한다. 여기서 말하는 「진로」는, 자차량이 현재의 횡가속도 Gy0을 유지한 상태로 주행한 경우에 통과한다고 예측되는 경로이다. S102에 있어서 부정 판정된 경우에는, ECU(1)는 본 루틴의 실행을 일단 종료한다. 한편, S102에 있어서 긍정 판정된 경우에는, ECU(1)는 S103으로 진행한다.

S103에서는, ECU(1)는 가속도 센서(5)의 출력 신호(자차량의 현시점에 있어서의 횡가속도) Gy0을 판독하고, 판독된 횡가속도 Gy0을 기준으로 하여 자차량의 주행 범위를 예측한다. 즉, ECU(1)는, 전술한 도 2의 설명에서 설명한 바와 같이, 현시점의 횡가속도 Gy0에 통상 변화분 △Gy를 가산 및 감산함으로써, 경로 b1, b2를 특정한다. 계속해서, ECU(1)는 경로 b1로부터 b2까지의 범위에 있어서 타각 또는 횡가속도를 일정량씩 변화시킨 경우의 경로 b0을 특정한다.

S104에서는, ECU(1)는 상기 S101에서 생성된 좌표계에 있어서의 입체물의 위치와 상기 S103에서 예측된 주행 범위를 비교하여, 입체물을 회피 가능한 회피 라인이 상기 주행 범위 내에 존재하는지 여부를 판별한다. 바꿔 말하면, 운전자가 통상의 운전 조작을 행함으로써, 자차량과 입체물의 충돌을 회피 가능한지 여부를 판별한다.

상기 S104에 있어서 긍정 판정된 경우에는, ECU(1)는 운전 지원을 실시하지 않고 본 루틴의 실행을 종료한다. 한편, 상기 S104에 있어서 부정 판정된 경우에는, ECU(1)는 S105로 진행한다.

S105에서는, ECU(1)는 버저(10) 혹은 표시 장치(11)를 이용하여 운전 지원을 실시하거나, 혹은, 전동 파워 스티어링(EPS)(12) 및 또는 전자 제어식 브레이크(ECB)(13)를 이용하여 운전 지원을 실시한다.

이상 서술한 실시예에 따르면, 운전자가 통상의 운전 조작을 행함으로써 자차량과 입체물의 충돌을 회피할 수 있는 경우에는, 운전 지원이 실시되지 않게 된다. 그로 인해, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하는 의지를 갖고 있음에도, 운전 지원이 실시되는 경우가 없어진다.

또한, 본 실시예의 운전 지원 시스템에 따르면, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하는 의지를 갖고 있지 않은 경우(예를 들어, 운전자의 의식 레벨이 저하되어 있는 경우, 운전자가 한눈팔고 있는 경우 등)라도, 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하는 한은 운전 지원이 실시되지 않게 된다. 그러나, 자차량이 입체물에 접근하면, 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않게 되므로, 자차량이 입체물에 충돌되기 전에 운전 지원이 실시되게 된다. 따라서, 운전자가 통상의 운전 조작을 행하지 않는 경우라도, 자차량과 입체물의 충돌을 피할 수 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 자차량의 운동량을 나타내는 파라미터로서, 횡가속도를 사용하였지만, 요레이트, 좌우 G, 코너링 포스 등을 사용할 수도 있다. 단, 횡가속도나 좌우 G와 같이, 요레이트와 차속에 상관하는 파라미터를 사용하는 것이 바람직하다. 횡가속도나 좌우 G는 요레이트가 커질수록 커짐과 함께, 차속이 높아질수록 커진다. 따라서, 자차량의 운동량을 나타내는 파라미터로서 횡가속도 또는 좌우 G가 사용되는 경우에, 상기 주행 범위 예측부(101)에 의해 예측되는 주행 범위는, 도 7에 도시한 바와 같이, 차속이 낮을 때[도 7 중 (b)]보다 높을 때[도 7 중 (a)]가 좁아진다. 그 결과, 차속이 높을 때에는 낮을 때에 비해, 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않게 되는 타이밍(운전 지원이 실시되는 타이밍)이 빨라진다. 따라서, 자차량의 주행 속도가 높은 경우라도, 자차량과 입체물의 충돌을 보다 확실하게 피하는 것이 가능해진다.

<실시예 2>

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대해 도 8에 기초하여 설명한다. 여기서는, 전술한 제1 실시예와 다른 구성에 대해 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

전술한 제1 실시예와 본 실시예의 상이점은, 통상 변화분 △Gy의 크기가 차속에 따라서 변경되는 점에 있다. 일반적으로, 운전자가 통상의 운전 조작을 행할 때에 허용되는 횡가속도의 크기는, 고속 영역보다 저속 영역의 쪽이 커진다.

따라서, 통상 변화분 △Gy는, 도 8에 도시한 바와 같이, 특정의 차속 V0보다 낮은 영역에서는 차속이 낮아질수록 큰 값이 되어, 특정한 차속 V0 이상의 영역에서는 일정값으로 고정되도록 해도 된다. 여기서, 특정한 차속 V0은 미리 통계적으로 구해진 값이다.

이와 같이 통상 변화분 △Gy가 차속에 따라서 변경되면, 자차량이 저속 주행하고 있을 때에, 운전자의 의도에 반하여 운전 지원이 실시되는 기회를 감소시킬 수 있음과 함께, 운전 지원의 실시 타이밍을 가급적 지연시킬 수 있다. 또한, 자차량이 고속 주행하고 있을 때에, 운전 지원의 실시 타이밍이 지연되는 사태를 회피할 수도 있다.

1 : ECU
2 : 외계 인식 장치
3 : 요레이트 센서
4 : 차륜속 센서
5 : 가속도 센서
6 : 브레이크 센서
7 : 액셀러레이터 센서
8 : 타각 센서
9 : 조타 토크 센서
10 : 버저
11 : 표시 장치
12 : 전동 파워 스티어링
13 : 전자 제어식 브레이크
100 : 주행로 인식부
101 : 주행 범위 예측부
102 : 지원 판정부
103 : 경보 판정부
104 : 제어 판정부
105 : 제어량 연산부

Claims

자차량의 주위에 존재하는 입체물을 인식하는 인식 수단과,
자차량의 현재의 운동량을 취득하는 취득 수단과,
상기 취득 수단에 의해 취득된 운동량에 대해 운전자가 통상적으로 행할 수 있는 운전 조작의 범위 내에서 발생하는 운동량의 변화분을 증감시킨 경우에 자차량이 주행할 수 있는 경로의 범위인 주행 범위에, 상기 인식 수단에 의해 인식된 입체물과의 충돌을 회피 가능한 경로인 회피 라인이 존재하지 않는 것을 조건으로 하여, 상기 입체물과의 충돌을 회피하기 위한 지원을 실시하는 지원 수단을 구비하는, 차량의 운전 지원 시스템.
제1항에 있어서, 자차량의 주행 속도가 낮을 때에는 높을 때에 비해, 상기 변화분이 커지는, 차량의 운전 지원 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운동량은, 자차량의 주행 속도가 높을 때에는 낮을 때에 비해, 상기 주행 범위가 좁아지는 파라미터인, 차량의 운전 지원 시스템.
제3항에 있어서, 상기 운동량은, 자차량의 좌우 방향의 가속도에 상관하는 파라미터인, 차량의 운전 지원 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주행 범위 내에 회피 라인이 존재하지 않는 경우에는, 상기 지원 수단은 상기 주행 범위에 포함되는 경로 중 최장의 경로의 길이가 임계값 이하로 되었을 때에, 상기 입체물과의 충돌을 피하기 위한 지원을 실시하는, 차량의 운전 지원 시스템.