WO2013140513A1 - 衝突回避支援装置 - Google Patents

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    • B60W2554/80—Spatial relation or speed relative to objects

Definitions

  • the present invention relates to a collision avoidance support device.
  • a driving support device such as a collision avoidance support device that supports collision avoidance with respect to an obstacle around the vehicle is known.
  • a collision avoidance support device that supports collision avoidance with respect to an obstacle around the vehicle.
  • the collision avoidance support is provided despite the situation in which the collision can be easily avoided by normal steering. It may be executed. In this case, the vehicle occupant feels uncomfortable in performing the support or feels complicated performing the support.
  • the present invention intends to provide a collision avoidance support device that can appropriately perform collision avoidance support.
  • the collision avoidance assistance device includes a support area setting unit that sets a support area around a vehicle based on a set lateral acceleration determined according to a vehicle speed during steering, and an obstacle is detected in the support area.
  • a support control unit that permits support for avoiding a collision of the vehicle.
  • the assistance area is set around the vehicle based on the set lateral acceleration determined according to the vehicle speed during steering.
  • the set lateral acceleration is set based on the steering characteristics of the driver during normal turning, that is, the maximum lateral acceleration (maximum lateral acceleration) observed when the driver steers during normal turning. The This is because even when a collision is avoided by normal steering, it is considered that the driver performs steering so as not to exceed the maximum lateral acceleration.
  • the maximum lateral acceleration depends on the vehicle speed at the time of turning, and decreases as the vehicle speed increases.
  • the collision avoidance assistance can be executed only in a situation where the collision cannot be easily avoided by normal steering by allowing the collision avoidance assistance. Therefore, in a situation where a collision can be easily avoided by normal steering, execution of inappropriate support is suppressed. For this reason, it can suppress that the passenger
  • the support area setting unit may further set the support area based on the time until the lateral acceleration of the vehicle reaches the set lateral acceleration. As a result, it is possible to set an appropriate support area reflecting the steering characteristics.
  • the support area setting unit may further set the support area based on a lateral interval set in the vehicle width direction. As a result, it is possible to set an appropriate support area that secures a lateral interval in the vehicle width direction.
  • the support area setting unit may set the support area based on the turning trajectory of the vehicle. Thereby, an appropriate support area can be set based on the turning trajectory of the vehicle.
  • the support area may be set based on an approximate expression of a clothoid curve.
  • the support area setting unit may update the setting of the support area according to the lateral acceleration that changes during the turning of the vehicle. Thereby, an optimal support area can be set according to the lateral acceleration that changes during the turn. Further, the support area setting unit may update the setting of the support area so as to narrow toward the vehicle as the lateral acceleration of the vehicle increases.
  • the collision avoidance assistance device sets a support area around the vehicle based on the set lateral acceleration Gyd determined according to the vehicle speed Vs during steering, and an obstacle is detected in the support area. If this happens, it will allow assistance for avoiding the collision of the vehicle.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the collision avoidance assistance device according to the first embodiment.
  • the collision avoidance assistance device is realized as an ECU 10 (Electronic Control Unit) mounted on a vehicle.
  • ECU10 is connected to the object detection part 21 and the vehicle speed detection part 22 via the vehicle-mounted bus etc. which are not shown in figure.
  • the object detection unit 21 detects an object around the vehicle, particularly an object in front of the vehicle.
  • a millimeter wave radar sensor or the like is used as the object detection unit 21 .
  • the object detection unit 21 detects an object by transmitting a radio wave to the periphery of the vehicle and receiving a radio wave reflected from the surrounding object. Thereby, a relative distance from the vehicle, a relative speed with respect to the vehicle, and the like are detected for surrounding objects.
  • a camera sensor that captures surrounding objects as an image may be used.
  • the vehicle speed detection unit 22 detects the speed of the vehicle.
  • a wheel speed sensor or the like is used as the vehicle speed detection unit 22.
  • the ECU 10 includes a setting information storage unit 11, a support area setting unit 12, a support control unit 13, and a collision avoidance support unit 14.
  • the ECU 10 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), and the CPU stores and executes a program stored in the ROM or the like on the RAM, so that the setting information storage unit 11, the support area setting The functions of the unit 12, the support control unit 13, and the collision avoidance support unit 14 are realized.
  • the setting information storage unit 11, the support area setting unit 12, the support control unit 13, and the collision avoidance support unit 14 may be realized by a combination with another computer, an electric circuit, or the like instead of the ECU 10 alone.
  • the setting information storage unit 11 stores setting information used for setting the support area.
  • the support area is set as an area that supports collision avoidance.
  • the setting information includes a set lateral acceleration Gyd, a relaxation curve portion passage time T, and a lateral interval W.
  • a method for setting the set lateral acceleration Gyd will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the vehicle speed Vs and the lateral acceleration Gy during normal turning.
  • FIG. 2 shows approximate curves Cmax and Cmin indicating the maximum value and the minimum value for each vehicle speed Vs with respect to the lateral acceleration Gy observed in the running test on curved roads having various curvature radii. This means that the driver performs steering so as not to exceed the maximum value of the lateral acceleration Gy (maximum lateral acceleration) during normal turning.
  • the lateral acceleration Gy depends on the vehicle speed Vs at the time of turning, and decreases as the vehicle speed Vs increases.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the traveling locus of the vehicle C and the lateral acceleration Gy when a collision is avoided by normal steering.
  • the traveling locus of the vehicle C when the collision with the obstacle O is avoided by normal steering, the traveling locus of the vehicle C includes a relaxation curve portion Tr1 that is a smooth locus.
  • the relaxation curve portion Tr1 when avoiding a collision at a constant steering speed and vehicle speed Vs, the relaxation curve portion Tr1 is a clothoid curve portion represented by a clothoid curve.
  • the traveling locus of the vehicle C includes a curved portion Tr2 (an arc portion having a radius of curvature R) following the relaxation curve portion Tr1.
  • the lateral acceleration Gy acts on the vehicle C from the start of travel of the relaxation curve portion Tr1, and the maximum value of the lateral acceleration Gy acts at the end of travel of the relaxation curve portion Tr1, that is, at the start of travel of the curved portion Tr2.
  • the maximum value of the lateral acceleration Gy acts continuously.
  • the set lateral acceleration Gyd is set so as to define the maximum value of the lateral acceleration Gy acting on the vehicle C when the travel of the relaxation curve portion Tr1 ends.
  • the set lateral acceleration Gyd is set according to the vehicle speed Vs during steering based on the maximum value (maximum lateral acceleration) of the lateral acceleration Gy during normal turning, that is, the relationship shown in FIG.
  • the setting information storage unit 11 stores, for example, a data map indicating the relationship shown in FIG.
  • the relaxation curve portion passing time T is set in advance as the time required for traveling of the relaxation curve portion, particularly the clothoid curve portion.
  • the relaxation curve portion passing time T corresponds to a steering continuation time (a steering wheel increasing time) until the lateral acceleration Gy reaches the set lateral acceleration Gyd from 0.0 G.
  • the relaxation curve passage time T is set to 2.0 to 4.0 seconds, for example, 3.0 seconds as a provisional value in consideration of the road alignment design criteria and the result of the steering sensory evaluation.
  • the relaxation curve portion passing time T may be adapted to an appropriate value in consideration of the impact due to the lateral acceleration Gy, the steering speed, the responsiveness of the lateral acceleration Gy to steering, and the like.
  • the lateral interval W is set in advance as a lateral distance in the vehicle width direction, which is a distance obtained by adding a marginal distance w to 1/2 of the vehicle width B.
  • the marginal distance w is a separation distance secured between the side surface of the vehicle and the obstacle.
  • the marginal distance w is set to 0.2 m to 1.0 m, for example, 0.5 m as a provisional value in consideration of the minimum value of the approaching distance at which the driver feels the danger of collision.
  • the marginal distance w may be adapted to an appropriate value in consideration of the vehicle speed Vs or the condition of the travel path.
  • the support area setting unit 12 sets a support area around the vehicle, particularly in front of the vehicle, based on the set lateral acceleration Gyd determined according to the vehicle speed Vs during steering.
  • the support area is set as an area where a collision cannot be easily avoided by normal steering, that is, an area where a collision cannot be easily avoided unless steering exceeding the maximum lateral acceleration is performed.
  • the assistance area is also understood as an area where no obstacle can exist in the area as long as collision is avoided by normal steering. Therefore, a situation where an obstacle exists in the assistance area means a situation where there is a high need for assistance in avoiding a collision.
  • the support area setting unit 12 acquires vehicle speed information and setting information from the vehicle speed detection unit 22 and the setting information storage unit 11, and sets a support area based on these information.
  • the support area setting unit 12 sets the support area when the vehicle turns by steering, that is, when the vehicle starts to travel along the relaxation curve section, or immediately before that.
  • the support area of the present embodiment is set as a constant area while traveling on a curved road or a relaxation curve portion.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of setting a support area.
  • the support area A is set as a tapered or bullet-shaped area extending from the front surface of the vehicle C in the traveling direction.
  • the boundary between the support area A and the non-support area is an x axis (relative distance) in the traveling direction from the front center of the vehicle C and a y axis (lateral position) in the vehicle width direction from the front center of the vehicle C
  • the following equation ( 1L) and (1R) as defined by an approximate expression of a clothoid curve.
  • Formula (1L) and Formula (1R) respectively define the boundary in the negative region of the y-axis (the left front of the vehicle C in the example shown in FIG. 4) and the positive region (also the right front of the vehicle C).
  • the support area A is set as an area sandwiched between the trajectory at the time of turning left and the trajectory at the time of turning right, and is set in particular as an area (hatching area in FIG. 4) sandwiched between the expressions (1L) and (1R).
  • R is the radius of curvature of the curved portion that follows the relaxation curve portion
  • L is the section length of the relaxation curve portion
  • W is the lateral interval.
  • the support control unit 13 permits the collision avoidance support for avoiding the collision. Based on the detection result of the object detection unit 21, the support control unit 13 determines whether the object detected by the object detection unit 21 is an obstacle. When an obstacle is detected, the support control unit 13 performs support based on a comparison between the support area A set by the support area setting unit 12 and the position of the obstacle detected by the object detection unit 21. It is determined whether or not to do.
  • the assistance control unit 13 permits collision avoidance assistance when an obstacle is detected in the assistance area A, but does not permit collision avoidance assistance when the obstacle is not detected.
  • the collision avoidance support unit 14 performs collision avoidance support for avoiding a collision.
  • the collision avoidance support unit 14 performs support when collision avoidance support is permitted, and does not perform support when permission is not permitted.
  • collision avoidance assistance is permitted, the collision avoidance assistance unit 14 performs collision avoidance assistance by warning notification, steering intervention, braking intervention, operation of a safety device, and the like.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the collision avoidance assistance device according to the first embodiment.
  • the ECU 10 repeatedly executes the process shown in FIG. 5 at a predetermined cycle.
  • the support area setting unit 12 determines whether or not the vehicle C turns by steering, that is, whether or not to start traveling of the relaxation curve unit (step S11).
  • the start of travel of the relaxation curve portion Tr1 may be determined based on, for example, the change state of the steering angle, or may be predicted based on the detection state of the object by the object detection unit 21.
  • the support area setting unit 12 acquires vehicle speed information from the vehicle speed detection unit 22 (S12). Next, the support area setting unit 12 acquires setting information from the setting information storage unit 11, that is, the set lateral acceleration Gyd, the relaxation curve portion passing time T, and the lateral interval W determined according to the vehicle speed Vs during steering. (S13). Then, the assistance area setting unit 12 substitutes the setting information into the equations (2L) and (2R), and sets the assistance area ahead of the vehicle based on the set lateral acceleration Gyd determined according to the vehicle speed Vs during steering. (S14).
  • the support control unit 13 starts the collision avoidance support control.
  • the support control unit 13 determines whether an obstacle is detected by the object detection unit 21 (S15). If it is determined in S15 that an obstacle has been detected, the support control unit 13 further determines whether an obstacle has been detected in the support area (S16).
  • the support control unit 13 When it is determined that an obstacle is detected in the support area, the support control unit 13 permits the collision avoidance support (S17), and the collision avoidance support unit 14 executes the collision avoidance support (S18). . On the other hand, if it is not determined that an obstacle has been detected in the support area, the support control unit 13 does not permit support for collision avoidance (S19).
  • the support area setting unit 12 determines whether or not the vehicle has finished traveling on the curved road, that is, the curved part or the relaxation curve part (S20). The end of traveling of the curved portion or the relaxation curve portion is also determined by the same method as that for starting the traveling of the relaxation curve portion. When it is determined in S20 that the traveling of the curved portion or the relaxation curve portion is finished, the support area setting unit 12 stops the setting of the support area (S21). The collision avoidance assistance device repeatedly executes the processes of steps S15 to S19 until it is determined in step S20 that the running of the curved portion or the relaxation curve portion is finished.
  • FIG. 6 is a diagram showing the operation of the collision avoidance support device in comparison with the prior art.
  • the support area A ′ is set in front of the vehicle C based on a predicted time TTC (Time To Collision) until the collision according to the vehicle speed Vs. Therefore, even when a collision can be easily avoided by normal steering, if the obstacle O is detected in the support area A ′, the support may be executed. In this case, the occupant of the vehicle C feels uncomfortable in performing the support or feels complicated performing the support.
  • TTC Time To Collision
  • the assistance area A is set in front of the vehicle C based on the setting information described above.
  • the support area A is set as an area where a collision cannot be easily avoided by normal steering.
  • the collision avoidance support is permitted, and therefore the collision avoidance support is executed only in a situation where the collision cannot be easily avoided by normal steering.
  • FIG. 6B since the obstacle O is not detected in the support area A, the collision avoidance support is not executed. This is because in the state shown in FIG. 6B, collision with the obstacle O can be easily avoided by normal steering.
  • FIG. 6C since the obstacle O is detected in the support area A when the vehicle further approaches the obstacle O, collision avoidance assistance is executed. This is because in the state shown in FIG. 6C, collision with the obstacle O cannot be easily avoided by normal steering.
  • a collision can be easily performed by normal steering based on the set lateral acceleration Gyd determined according to the vehicle speed Vs during steering.
  • An area that cannot be avoided can be set as a support area.
  • the collision avoidance assistance can be executed only in a situation where the collision cannot be easily avoided by normal steering by allowing the collision avoidance assistance. Therefore, in a situation where a collision can be easily avoided by normal steering, execution of inappropriate support is suppressed. For this reason, it can suppress that the passenger
  • the support area may be set based on a time T until the lateral acceleration Gy of the vehicle reaches the set lateral acceleration Gyd. As a result, it is possible to set an appropriate support area reflecting the steering characteristics.
  • the support area may be set based on the side interval W set in the vehicle width direction. As a result, it is possible to set an appropriate support area that secures the lateral interval W in the vehicle width direction.
  • the support area may be set based on the turning trajectory of the vehicle. Thereby, an appropriate support area can be set based on the turning trajectory of the vehicle.
  • the support area may be set based on an approximate expression of a clothoid curve.
  • the support area includes a distance from the front center of the vehicle in the vehicle width direction y, a set lateral acceleration Gyd, a distance from the front center of the vehicle in the traveling direction x, and a time until the vehicle's lateral acceleration reaches the set lateral acceleration.
  • May be set based on the equation y Gyd ⁇ x 3 / (6T ⁇ Vs 3 ) ⁇ W, where T is the vehicle speed, Vs is the vehicle speed, and W is the lateral interval.
  • the collision avoidance assistance device updates the setting of the assistance area according to the lateral acceleration that changes during the turning of the vehicle.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the collision avoidance assistance device according to the second embodiment.
  • the ECU 10 is connected to the lateral acceleration detection unit 23 together with the object detection unit 21 and the vehicle speed detection unit 22.
  • the lateral acceleration detector 23 detects the lateral acceleration of the vehicle.
  • An acceleration sensor or the like is used as the lateral acceleration detection unit 23.
  • the ECU 10 includes a setting information storage unit 11, a support area setting unit 31, a support control unit 13, and a collision avoidance support unit 14.
  • the functions of the setting information storage unit 11, the support control unit 13, and the collision avoidance support unit 14 are as follows. This is the same as in the first embodiment.
  • the support area setting unit 31 sets the support area in front of the vehicle based on the set lateral acceleration Gyd determined according to the vehicle speed Vs during steering, and sets the support area according to the lateral acceleration Gy that changes during the turn. Update.
  • the assistance area setting unit 12 sets an assistance area when the vehicle turns by steering, that is, immediately before or when the vehicle starts traveling on the relaxation curve portion, and the lateral acceleration while the vehicle is traveling on the relaxation curve portion and the bending portion. Based on the lateral acceleration information acquired from the detection unit 23, the setting of the support area is updated. That is, the support area of the present embodiment is set as a variable area during traveling on the relaxation curve portion and the bending portion.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of updating the support area A according to the lateral acceleration Gy that changes during turning.
  • the set lateral acceleration Gyd 0.3 G
  • the relaxation curve section passage time T 3.0 seconds
  • the lateral interval W 1.2 m.
  • the setting of the support area A is performed as shown in FIG. 8B until the vehicle C is traveling along the relaxation curve portion, that is, until the lateral acceleration Gy acting on the vehicle C reaches 0.0G to 0.3G. It is updated according to the lateral acceleration Gy that changes during turning.
  • the relaxation curve section passage time T (0.3 ⁇ Gy) /0.3 ⁇ (3.0 ⁇ Tmin) + Tmin seconds.
  • Tmin is given as Tmin ⁇ 0.3 seconds in the update example shown in FIG. 8, for example, so that the support area A equivalent to that in the case of steady circle turning is set.
  • the setting of the support area A is updated so that the lateral acceleration Gy acting on the vehicle C increases as the vehicle C travels on the relaxation curve portion and the curved portion, and narrows toward the vehicle C side.
  • the setting of the assistance area is updated according to the lateral acceleration Gy that changes during the turning of the vehicle, so that An optimum support area can be set according to the changing lateral acceleration Gy.
  • the setting of the support area may be updated so as to narrow toward the vehicle as the lateral acceleration Gy of the vehicle increases.
  • the embodiment described above describes the best embodiment of the collision avoidance support device according to the present invention, and the collision avoidance support device according to the present invention is limited to the one described in the present embodiment. is not.
  • the collision avoidance assistance device according to the present invention may be a modification of the collision avoidance assistance device according to the present embodiment or application to other devices without departing from the gist of the invention described in each claim. .
  • the present invention can be similarly applied to a program for appropriately executing collision avoidance support or a computer-readable recording medium storing the program according to the above-described method.

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Abstract

　衝突回避支援装置は、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて、車両Ｃの周辺に支援領域Ａを設定する支援領域設定部１２と、支援領域Ａ内に障害物が検出された場合、車両Ｃの衝突回避の支援を許可する支援制御部１３とを備える。操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて、通常の操舵により衝突を容易に回避できない領域を支援領域Ａとして設定できる。そして、支援領域Ａ内に障害物が検出された場合、衝突回避の支援を許可することにより、通常の操舵により衝突を容易に回避できない状況でのみ衝突回避の支援を実行できる。

Description

衝突回避支援装置
　本発明は、衝突回避支援装置に関する。
　従来、例えば特開２０１１－２１０１０２号公報が開示するように、車両周辺の障害物に対する衝突回避を支援する衝突回避支援装置などの運転支援装置が知られている。このような装置は、通常の操舵または制動により衝突を容易に回避できない状況を検出すると、警報通知、操舵介入、制動介入、安全装置の作動などにより衝突回避の支援を実行する。
特開２０１１－２１０１０２号公報
　しかし、このような装置では、例えば、湾曲路の走行中などに車両がガードレールなどの道路構造物に接近した場合、通常の操舵により衝突を容易に回避できる状況にもかかわらず衝突回避の支援を実行してしまう場合がある。この場合、車両の乗員は、支援の実行に違和感を覚えたり、支援の実行を煩雑に感じたりする。
　そこで、本発明は、衝突回避の支援を適切に実行できる衝突回避支援装置を提供しようとするものである。
　本発明に係る衝突回避支援装置は、操舵の際の車速に応じて定まる設定横加速度に基づいて、車両の周辺に支援領域を設定する支援領域設定部と、支援領域内に障害物が検出された場合、車両の衝突回避の支援を許可する支援制御部とを備える。
　本発明に係る衝突回避支援装置では、操舵の際の車速に応じて定まる設定横加速度に基づいて、車両の周辺に支援領域が設定される。そして、支援領域内に障害物が検出された場合、車両の衝突回避の支援が許可される。ここで、設定横加速度は、通常の旋回時における運転者の操舵特性、つまり通常の旋回時に運転者が操舵を行う場合に観測される横加速度の最大値（最大横加速度）に基づいて設定される。これは、通常の操舵により衝突を回避する場合も、運転者が最大横加速度を超えないように操舵を行うと考えられるためである。なお、最大横加速度は、旋回の際の車速に依存し、車速が大きくなるほど小さくなる。
　設定横加速度を最大横加速度に基づいて設定することにより、通常の操舵により衝突を容易に回避できない領域、つまり最大横加速度を超える操舵を行わなければ衝突を容易に回避できない領域を支援領域として設定できる。そして、支援領域内に障害物が検出された場合、衝突回避の支援を許可することにより、通常の操舵により衝突を容易に回避できない状況でのみ衝突回避の支援を実行できる。よって、通常の操舵により衝突を容易に回避できる状況では、不適切な支援の実行が抑制される。このため、車両の乗員が支援の実行に違和感を覚えたり、支援の実行を煩雑に感じたりすることを抑制できる。
　ここで、支援領域設定部は、さらに車両の横加速度が設定横加速度に達するまでの時間に基づいて支援領域を設定してもよい。これにより、操舵の特性を反映した適切な支援領域を設定できる。
　また、支援領域設定部は、さらに車幅方向に設定される側方間隔に基づいて支援領域を設定してもよい。これにより、車幅方向の側方間隔を確保した適切な支援領域を設定できる。
　また、支援領域設定部は、車両の旋回軌跡に基づいて支援領域を設定してもよい。これにより、車両の旋回軌跡に基づいて適切な支援領域を設定できる。ここで、支援領域は、クロソイド曲線の近似式に基づいて設定されてもよい。
　より具体的に、支援領域設定部は、車両の前面中央から車幅方向の距離をｙ、設定横加速度をＧｙｄ、車両の前面中央から進行方向の距離をｘ、車両の横加速度が設定横加速度に達するまでの時間をＴ、車速をＶｓ、側方間隔をＷとした場合、ｙ＝Ｇｙｄ・ｘ３／（６Ｔ・Ｖｓ３）－Ｗの式に基づいて支援領域を設定してもよい。
　また、支援領域設定部は、車両の旋回中に変化する横加速度に応じて支援領域の設定を更新してもよい。これにより、旋回中に変化する横加速度に応じて最適な支援領域を設定できる。また、支援領域設定部は、車両の横加速度が大きくなるほど車両の側に狭まるように支援領域の設定を更新してもよい。
　本発明によれば、衝突回避の支援を適切に実行できる衝突回避支援装置を提供することができる。
第１の実施形態に係る衝突回避支援装置の構成を示すブロック図である。 通常の旋回時の車速と横加速度の関係を示す図である。 通常の操舵により衝突を回避する場合における車両の走行軌跡と横加速度の関係を示す図である。 支援領域の設定例を示す図である。 第１の実施形態に係る衝突回避支援装置の動作を示すフロー図である。 衝突回避支援装置の動作を従来技術と比較して示す図である。 第２の実施形態に係る衝突回避支援装置の構成を示すブロック図である。 旋回中に変化する横加速度に応じた支援領域の更新例を示す図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
　以下では、図１から図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る衝突回避支援装置について説明する。第１の実施形態に係る衝突回避支援装置は、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて、車両の周辺に支援領域を設定し、支援領域内に障害物が検出された場合、車両の衝突回避の支援を許可するものである。
　まず、図１から図４を参照して、第１の実施形態に係る衝突回避支援装置の構成について説明する。
　図１は、第１の実施形態に係る衝突回避支援装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、衝突回避支援装置は、車両に搭載されるＥＣＵ１０（Electronic　Control　Unit）として実現される。ＥＣＵ１０は、図示されていない車載バスなどを介して物体検出部２１、車速検出部２２に接続されている。
　物体検出部２１は、車両の周辺、特に車両の前方の物体を検出する。物体検出部２１としては、ミリ波レーダセンサなどが用いられる。物体検出部２１は、車両の周辺に電波を送信し、周辺の物体から反射される電波を受信することにより、物体を検出する。これにより、周辺の物体について車両からの相対距離、車両に対する相対速度などが検出される。なお、物体検出部２１としては、周辺の物体を映像として捉えるカメラセンサが用いられてもよい。
　車速検出部２２は、車両の速度を検出する。車速検出部２２としては、車輪速センサなどが用いられる。
　ＥＣＵ１０は、設定情報記憶部１１、支援領域設定部１２、支援制御部１３、衝突回避支援部１４を備えている。ＥＣＵ１０は、図示されていないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有しており、ＣＰＵがＲＯＭなどに記憶されているプログラムをＲＡＭ上に展開して実行することにより、設定情報記憶部１１、支援領域設定部１２、支援制御部１３、衝突回避支援部１４の機能を実現する。なお、設定情報記憶部１１、支援領域設定部１２、支援制御部１３、衝突回避支援部１４は、ＥＣＵ１０単独ではなく、他のコンピュータ、電気回路などとの組み合わせにより実現されてもよい。
　設定情報記憶部１１は、支援領域の設定に用いる設定情報を記憶している。支援領域は、後述するように、衝突回避を支援する領域として設定される。設定情報は、設定横加速度Ｇｙｄ、緩和曲線部通過時間Ｔ、側方間隔Ｗを含んでいる。以下、図２から図３を参照して、設定横加速度Ｇｙｄの設定方法について説明する。
　図２は、通常の旋回時の車速Ｖｓと横加速度Ｇｙの関係を示す図である。図２には、各種曲率半径の湾曲路における走行試験で観測された横加速度Ｇｙについて車速Ｖｓ毎の最大値と最小値を示す近似曲線Ｃｍａｘ、Ｃｍｉｎが示されている。これは、通常の旋回時に運転者が横加速度Ｇｙの最大値（最大横加速度）を超えないように操舵を行うことを意味している。図２に示すように、横加速度Ｇｙは、旋回の際の車速Ｖｓに依存し、車速Ｖｓが大きくなるほど小さくなっている。
　図３は、通常の操舵により衝突を回避する場合における車両Ｃの走行軌跡と横加速度Ｇｙの関係を示す図である。図３に示すように、通常の操舵により障害物Ｏとの衝突を回避する場合、車両Ｃの走行軌跡は、滑らかな軌跡からなる緩和曲線部Ｔｒ１を含んでいる。ここで、一定の操舵速度と車速Ｖｓで衝突を回避する場合、緩和曲線部Ｔｒ１は、クロソイド曲線で表されるクロソイド曲線部となる。
　特に湾曲路の走行中に衝突を回避する場合、車両Ｃの走行軌跡は、緩和曲線部Ｔｒ１に続く湾曲部Ｔｒ２（曲率半径Ｒの円弧部）を含んでいる。この場合、車両Ｃには、緩和曲線部Ｔｒ１の走行開始時から横加速度Ｇｙが作用し、緩和曲線部Ｔｒ１の走行終了時つまり湾曲部Ｔｒ２の走行開始時に横加速度Ｇｙの最大値が作用し、湾曲部Ｔｒ２では、横加速度Ｇｙの最大値が継続的に作用する。
　前述した説明に基づいて、設定横加速度Ｇｙｄは、緩和曲線部Ｔｒ１の走行終了時に車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙの最大値を規定するように設定される。そして、設定横加速度Ｇｙｄは、通常の旋回時の横加速度Ｇｙの最大値（最大横加速度）、つまり図２に示した関係に基づいて、操舵の際の車速Ｖｓに応じて設定される。なお、設定情報記憶部１１は、例えば、図２に示した関係を示すデータマップなどを記憶している。
　また、緩和曲線部通過時間Ｔは、緩和曲線部、特にクロソイド曲線部の走行に要する時間として予め設定される。緩和曲線部通過時間Ｔは、横加速度Ｇｙが０．０Ｇから設定横加速度Ｇｙｄに達するまでの操舵継続時間（ハンドルきり増し時間）に相当する。緩和曲線部通過時間Ｔは、道路線形の設計基準、運転者による操舵の官能性評価の結果などを考慮して、２．０～４．０秒、例えば暫定値として３．０秒に設定される。なお、緩和曲線部通過時間Ｔは、横加速度Ｇｙによる衝撃、操舵速度、操舵に対する横加速度Ｇｙの応答性などを考慮して適切な値に適合されてもよい。
　また、側方間隔Ｗは、車幅方向の側方距離として、車幅Ｂの１／２に余裕距離ｗを加えた距離として予め設定される。余裕距離ｗは、車両の側面と障害物の間に確保される離間距離である。余裕距離ｗは、運転者が衝突の危険性を感じる接近距離の最小値などを考慮して、０．２ｍ～１．０ｍ、例えば暫定値として０．５ｍに設定される。この場合、側方間隔Ｗは、車幅をＢ＝１．４ｍと仮定すると、Ｗ＝１．２ｍ（＝１．４÷２＋０．５）に設定される。なお、余裕距離ｗは、車速Ｖｓまたは走行路の状況などを考慮して適切な値に適合されてもよい。
　支援領域設定部１２は、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて、車両の周辺、特に車両の前方に支援領域を設定する。支援領域は、通常の操舵により衝突を容易に回避できない領域、つまり最大横加速度を超える操舵を行わなければ衝突を容易に回避できない領域として設定される。支援領域は、通常の操舵により衝突を回避している限り、その領域内に障害物が存在しえない領域としても理解される。よって、支援領域内に障害物が存在する状況は、衝突回避の支援の必要性が高い状況を意味している。
　支援領域設定部１２は、車速検出部２２と設定情報記憶部１１から車速情報と設定情報をそれぞれ取得し、これらの情報に基づいて支援領域を設定する。支援領域設定部１２は、車両が操舵により旋回する際、つまり緩和曲線部の走行を開始する際またはその直前に支援領域を設定する。本実施形態の支援領域は、湾曲路または緩和曲線部を走行中一定の領域として設定される。
　図４は、支援領域の設定例を示す図である。図４に示すように、支援領域Ａは、車両Ｃの前面から進行方向に延びる先細り状または弾丸状の領域として設定されている。
　支援領域Ａと非支援領域の境界は、車両Ｃの前面中央から進行方向にｘ軸（相対距離）、車両Ｃの前面中央から車幅方向にｙ軸（横位置）を仮定すると、次式（１Ｌ）、（１Ｒ）に示すようにクロソイド曲線の近似式により定められる。なお、式（１Ｌ）と式（１Ｒ）はそれぞれ、ｙ軸の負領域（図４に示す例では車両Ｃの左前方）と正領域（同様に車両Ｃの右前方）での境界を定めている。支援領域Ａは、左旋回時の軌跡と右旋回時の軌跡に挟まれる領域として設定され、特に式（１Ｌ）と式（１Ｒ）に挟まれる領域（図４中のハッチング領域）として設定される。
　　ｙ＝　　ｘ３／（６Ｒ・Ｌ）－Ｗ　　…　（１Ｌ）
　　ｙ＝－｛ｘ３／（６Ｒ・Ｌ）－Ｗ｝　…　（１Ｒ）
　ここで、Ｒは緩和曲線部に続く湾曲部の曲率半径、Ｌは緩和曲線部の区間長、Ｗは側方間隔である。湾曲部の曲率半径Ｒは、車速Ｖｓの自乗値を設定横加速度Ｇｙｄで除して求められる（Ｒ＝Ｖｓ２／Ｇｙｄ）。緩和曲線部の区間長Ｌは、緩和曲線部通過時間Ｔに車速Ｖｓを乗じて求められる（Ｌ＝Ｔ・Ｖｓ）。側方間隔Ｗは、車幅Ｂの１／２に側方余裕代ｗを加えて求められる（Ｗ＝Ｂ／２＋ｗ）。よって、式（１Ｌ）、（１Ｒ）は、式（２Ｌ）、（２Ｒ）に置換される。
　　ｙ＝　　Ｇｙｄ・ｘ３／（６Ｔ・Ｖｓ３）－Ｗ　　…　（２Ｌ）
　　ｙ＝－｛Ｇｙｄ・ｘ３／（６Ｔ・Ｖｓ３）－Ｗ｝　…　（２Ｒ）
　支援制御部１３は、衝突を回避するための衝突回避の支援を許可する。支援制御部１３は、物体検出部２１の検出結果に基づいて、物体検出部２１により検出された物体が障害物であるか否かを判定する。障害物が検出された場合、支援制御部１３は、支援領域設定部１２により設定された支援領域Ａと、物体検出部２１により検出された障害物の位置との比較に基づいて、支援を実行するか否かを判定する。支援制御部１３は、支援領域Ａ内に障害物が検出された場合に衝突回避の支援を許可する一方、検出されなかった場合に衝突回避の支援を許可しない。
　衝突回避支援部１４は、衝突を回避するための衝突回避の支援を実行する。衝突回避支援部１４は、衝突回避の支援が許可された場合に支援を実行する一方、許可されなかった場合に支援を実行しない。衝突回避支援部１４は、衝突回避の支援が許可されると、警報通知、操舵介入、制動介入、安全装置の作動などにより衝突回避の支援を実行する。
　つぎに、図５から図６を参照して、第１の実施形態に係る衝突回避支援装置の動作について説明する。図５は、第１の実施形態に係る衝突回避支援装置の動作を示すフロー図である。ＥＣＵ１０は、図５に示す処理を所定の周期で繰り返し実行する。
　図５に示すように、支援領域設定部１２は、車両Ｃが操舵により旋回するか、つまり緩和曲線部の走行を開始するか否かを判定する（ステップＳ１１）。緩和曲線部Ｔｒ１の走行の開始は、例えば操舵角の変化状況に基づいて判定されてもよく、物体検出部２１による物体の検出状況に基づいて予測されてもよい。
　Ｓ１１にて緩和曲線部の走行を開始すると判定した場合、支援領域設定部１２は、車速検出部２２から車速情報を取得する（Ｓ１２）。つぎに、支援領域設定部１２は、設定情報記憶部１１から設定情報、つまり、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄ、緩和曲線部通過時間Ｔおよび側方間隔Ｗを取得する（Ｓ１３）。そして、支援領域設定部１２は、式（２Ｌ）、（２Ｒ）に設定情報を代入して、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて車両の前方に支援領域を設定する（Ｓ１４）。
　支援領域を設定すると、支援制御部１３は、衝突回避の支援制御を開始する。支援制御部１３は、物体検出部２１により障害物が検出されたか否かを判定する（Ｓ１５）。Ｓ１５にて障害物が検出されたと判定した場合、支援制御部１３は、さらに支援領域内に障害物が検出されたか否かを判定する（Ｓ１６）。
　そして、支援領域内に障害物が検出されたと判定した場合、支援制御部１３は、衝突回避の支援を許可し（Ｓ１７）、衝突回避支援部１４は、衝突回避の支援を実行する（Ｓ１８）。一方、支援領域内に障害物が検出されたと判定しなかった場合、支援制御部１３は、衝突回避の支援を許可しない（Ｓ１９）。
　また、支援領域を設定すると、支援領域設定部１２は、車両が湾曲路、つまり湾曲部または緩和曲線部の走行を終了したか否かを判定する（Ｓ２０）。湾曲部または緩和曲線部の走行の終了も、緩和曲線部の走行の開始の場合と同様な方法で判定される。そして、Ｓ２０にて湾曲部または緩和曲線部の走行を終了したと判定した場合、支援領域設定部１２は、支援領域の設定を停止する（Ｓ２１）。衝突回避支援装置は、ステップＳ２０にて湾曲部または緩和曲線部の走行の終了が判定されるまで、ステップＳ１５～Ｓ１９の処理を繰り返し実行する。
　図６は、衝突回避支援装置の動作を従来技術と比較して示す図である。図６（ａ）に示すように、従来技術では、車速Ｖｓに応じた衝突までの予測時間ＴＴＣ（Time　To　Collision）などに基づいて車両Ｃの前方に支援領域Ａ´が設定されていた。よって、通常の操舵により衝突を容易に回避できる状況でも支援領域Ａ´内に障害物Ｏが検出されると、支援が実行されてしまう場合があった。この場合、車両Ｃの乗員は、支援の実行に違和感を覚えたり、支援の実行を煩雑に感じたりする。
　一方、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、本実施形態に係る衝突回避支援装置では、前述した設定情報に基づいて車両Ｃの前方に支援領域Ａが設定される。ここで、支援領域Ａは、通常の操舵により衝突を容易に回避できない領域として設定される。そして、支援領域Ａ内に障害物Ｏが検出された場合、衝突回避の支援が許可されるので、通常の操舵により衝突を容易に回避できない状況でのみ衝突回避の支援が実行される。
　例えば、図６（ｂ）では、障害物Ｏが支援領域Ａ内に検出されていないので、衝突回避の支援が実行されない。これは、図６（ｂ）に示す状態では、通常の操舵により障害物Ｏとの衝突を容易に回避できるためである。一方、図６（ｃ）では、車両がさらに障害物Ｏに接近することにより、障害物Ｏが支援領域Ａ内に検出されているので、衝突回避の支援が実行される。これは、図６（ｃ）に示す状態では、通常の操舵により障害物Ｏとの衝突を容易に回避できないためである。
　以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係る衝突回避支援装置によれば、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて、通常の操舵により衝突を容易に回避できない領域を支援領域として設定できる。そして、支援領域内に障害物が検出された場合、衝突回避の支援を許可することにより、通常の操舵により衝突を容易に回避できない状況でのみ衝突回避の支援を実行できる。よって、通常の操舵により衝突を容易に回避できる状況では、不適切な支援の実行が抑制される。このため、車両の乗員が支援の実行に違和感を覚えたり、支援の実行を煩雑に感じたりすることを抑制できる。
　また、支援領域は、さらに車両の横加速度Ｇｙが設定横加速度Ｇｙｄに達するまでの時間Ｔに基づいて設定されてもよい。これにより、操舵の特性を反映した適切な支援領域を設定できる。
　また、支援領域は、さらに車幅方向に設定される側方間隔Ｗに基づいて設定されてもよい。これにより、車幅方向の側方間隔Ｗを確保した適切な支援領域を設定できる。
　また、支援領域は、車両の旋回軌跡に基づいて設定されてもよい。これにより、車両の旋回軌跡に基づいて適切な支援領域を設定できる。ここで、支援領域は、クロソイド曲線の近似式に基づいて設定されてもよい。
　また、支援領域は、車両の前面中央から車幅方向の距離をｙ、設定横加速度をＧｙｄ、車両の前面中央から進行方向の距離をｘ、車両の横加速度が設定横加速度に達するまでの時間をＴ、車速をＶｓ、側方間隔をＷとした場合、ｙ＝Ｇｙｄ・ｘ３／（６Ｔ・Ｖｓ３）－Ｗの式に基づいて設定されてもよい。
　以下では、本発明の第２の実施形態に係る衝突回避支援装置について説明する。第２の実施形態に係る衝突回避支援装置は、車両の旋回中に変化する横加速度に応じて支援領域の設定を更新するものである。
　以下では、図７から図８を参照して、第２の実施形態に係る衝突回避支援装置について説明する。なお、以下では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
　図７は、第２の実施形態に係る衝突回避支援装置の構成を示すブロック図である。図７に示すように、衝突回避支援装置では、ＥＣＵ１０が物体検出部２１、車速検出部２２とともに横加速度検出部２３に接続されている。横加速度検出部２３は、車両の横加速度を検出する。横加速度検出部２３としては、加速度センサなどが用いられる。
　ＥＣＵ１０は、設定情報記憶部１１、支援領域設定部３１、支援制御部１３、衝突回避支援部１４を備えており、設定情報記憶部１１、支援制御部１３、衝突回避支援部１４の機能については、第１の実施形態と同様である。
　支援領域設定部３１は、操舵の際の車速Ｖｓに応じて定まる設定横加速度Ｇｙｄに基づいて車両の前方に支援領域を設定し、旋回中に変化する横加速度Ｇｙに応じて支援領域の設定を更新する。支援領域設定部１２は、車両が操舵により旋回する際、つまり緩和曲線部の走行を開始する際またはその直前に支援領域を設定し、車両が緩和曲線部と湾曲部を走行中に、横加速度検出部２３から取得される横加速度情報に基づいて、支援領域の設定を更新する。つまり、本実施形態の支援領域は、緩和曲線部と湾曲部を走行中に可変の領域として設定される。
　図８は、旋回中に変化する横加速度Ｇｙに応じた支援領域Ａの更新例を示す図である。図８に示す例では、設定横加速度Ｇｙｄ＝０．３Ｇ、緩和曲線部通過時間Ｔ＝３．０秒、側方間隔Ｗ＝１．２ｍを想定している。
　まず、車両Ｃが操舵により旋回する際、つまり緩和曲線部の走行を開始する直前、支援領域Ａ０は、図８（ａ）に示すように、式（２Ｌ）、（２Ｒ）にＧｙｄ＝０．３Ｇ、Ｔ＝３．０秒、Ｗ＝１．２ｍを代入して設定される。
　つぎに、車両Ｃが緩和曲線部を走行中、つまり車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙが０．０Ｇから０．３Ｇに達するまで、支援領域Ａの設定は、図８（ｂ）に示すように、旋回中に変化する横加速度Ｇｙに応じて更新される。ここで、横加速度Ｇｙが０．３Ｇに達するまでの支援領域Ａ１は、式（２Ｌ）、（２Ｒ）にＧｙｄ＝０．３Ｇ、Ｔ＝（０．３－Ｇｙ）／０．３×３．０秒を代入して設定される。
　なお、式（２Ｌ）、（２Ｒ）にＴ≒０を代入すると、一定の横加速度Ｇｙで定常円旋回する場合よりも支援領域Ａが小さくなってしまう。このため、緩和曲線部通過時間Ｔは、厳密には、Ｔ＝（０．３－Ｇｙ）／０．３×（３．０－Ｔｍｉｎ）＋Ｔｍｉｎ秒として与えられる。ここで、Ｔｍｉｎは、定常円旋回する場合と同等の支援領域Ａが設定されるように、例えば図８に示す更新例ではＴｍｉｎ≒０．３秒として与えられる。
　つぎに、車両Ｃが緩和曲線部の走行を終了し湾曲部の走行を開始する時点、つまり車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙが０．３Ｇに達すると、支援領域Ａ２は、図８（ｃ）に示すように、式（２Ｌ）、（２Ｒ）にＧｙｄ＝０．３Ｇ、Ｔ＝Ｔｍｉｎを代入して設定される。
　さらに、車両Ｃが湾曲部の走行を開始した後に運転者が意図的に操舵を継続し、車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙが０．３Ｇを超えると、支援領域Ａ３は、図８（ｄ）に示すように、式（２Ｌ）、（２Ｒ）にＧｙｄ＝Ｇｙ、Ｔ＝Ｔｍｉｎを代入して設定される。
　このように、支援領域Ａの設定は、車両Ｃが緩和曲線部、湾曲部を走行中、車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙが大きくなるほど車両Ｃの側に狭まるように更新される。
　以上説明したように、本発明の第２の実施形態に係る衝突回避支援装置によれば、車両の旋回中に変化する横加速度Ｇｙに応じて支援領域の設定を更新することにより、旋回中に変化する横加速度Ｇｙに応じて最適な支援領域を設定できる。ここで、支援領域の設定は、車両の横加速度Ｇｙが大きくなるほど車両の側に狭まるように更新されてもよい。
　なお、前述した実施形態は、本発明に係る衝突回避支援装置の最良な実施形態を説明したものであり、本発明に係る衝突回避支援装置は、本実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る衝突回避支援装置は、各請求項に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲で本実施形態に係る衝突回避支援装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
　また、本発明は、前述した方法に従って、衝突回避の支援を適切に実行するためのプログラム、または当該プログラムを記憶しているコンピュータ読取可能な記録媒体にも同様に適用することができる。
　１０…ＥＣＵ、１１…設定情報記憶部、１２、３１…支援領域設定部、１３…支援制御部、１４…衝突回避支援部、２１…物体検出部、２２…車速検出部、２３…横加速度検出部、Ｃ…車両、Ａ、Ａ０～Ａ３…支援領域。

Claims (8)

  1. 　操舵の際の車速に応じて定められる設定横加速度に基づいて、車両の周辺に支援領域を設定する支援領域設定部と、
    　前記支援領域内に障害物が検出された場合、前記車両の衝突回避の支援を許可する支援制御部と、
    　を備える衝突回避支援装置。
  2. 　前記支援領域設定部は、さらに前記車両の横加速度が前記設定横加速度に達するまでの時間に基づいて前記支援領域を設定する、請求項１に記載の衝突回避支援装置。
  3. 　前記支援領域設定部は、さらに車幅方向に設定される側方間隔に基づいて前記支援領域を設定する、請求項１または２に記載の衝突回避支援装置。
  4. 　前記支援領域設定部は、前記車両の旋回軌跡に基づいて前記支援領域を設定する、請求項１～３のいずれか一項に記載の衝突回避支援装置。
  5. 　前記支援領域設定部は、クロソイド曲線の近似式に基づいて前記支援領域を設定する、請求項４に記載の衝突回避支援装置。
  6. 　前記支援領域設定部は、
    　前記車両の前面中央から車幅方向の距離をｙ、前記設定横加速度をＧｙｄ、前記車両の前面中央から進行方向の距離をｘ、前記車両の横加速度が前記設定横加速度に達するまでの時間をＴ、前記車速をＶｓ、前記側方間隔をＷとした場合、
    　ｙ＝Ｇｙｄ・ｘ３／（６Ｔ・Ｖｓ３）－Ｗ
    　の式に基づいて前記支援領域を設定する、請求項５に記載の衝突回避支援装置。
  7. 　前記支援領域設定部は、前記車両の旋回中に変化する横加速度に応じて前記支援領域の設定を更新する、請求項１～６のいずれか一項に記載の衝突回避支援装置。
  8. 　前記支援領域設定部は、前記車両の横加速度が大きくなるほど前記車両の側に狭まるように前記支援領域の設定を更新する、請求項７に記載の衝突回避支援装置
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