JP2004237813A

JP2004237813A - Brake controlling system for vehicle

Info

Publication number: JP2004237813A
Application number: JP2003027450A
Authority: JP
Inventors: Masaki Takahashi; 正起高橋; Minoru Tamura; 実田村; Yoshinori Yamamura; 吉典山村; Yoji Seto; 陽治瀬戸; Masahide Nakamura; 誠秀中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a brake controlling system for a vehicle constituted to perform the brake control in such a manner that an object existing on the self vehicle track is detected, a possibility for avoiding the contact with the detected object by steering including whether the self vehicle can change a lane or not, and a possibility for avoiding the contact with the detected object by braking are respectively judged, and the brake control is performed by making the self vehicle generate the braking force based on the judgement result for both cases. <P>SOLUTION: This brake controlling system for the vehicle detects the forward object existing on the self vehicle track, judges the possibility for avoiding the contact with the detected forward object by steering including whether the self vehicle can change a lane or not (steps S2 to S17), and also judges the possibility for avoiding the contact with the detected forward object by braking as well (steps S18 to S20), and performs the brake control by making the self vehicle generate the braking force based on the two judgement results. Thus, the brake control being suitable to the actual running environment is performed. A suitable brake control is possible, e.g., even when a lateral movement is impossible due to the existence of a road structure such as a guardrail or a wall, or due to the existence of a vehicle which is running on an adjacent lane. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車進路に障害物が存在するときに、自動的に制動制御を行う車両用制動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の車両用制動制御装置として、例えば、自車進路に存在する前方物体を検出して、この前方物体との接触を、操舵操作で回避可能な操舵回避距離、及び制動操作で回避可能な制動回避距離を夫々算出し、算出した何れの回避距離よりも前方物体との距離が短くなるときに、自動ブレーキ装置を駆動して制動制御を行うように構成された車両用衝突防止装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２９８０２２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、前方物体との接触を操舵回避できる方向を考慮していないので、ガードレールや壁等の道路構造物が存在する、或いは隣接車線を走行中の並走車両が存在する等して横移動ができないようなときには、適切な制動制御を行うことができないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、実際の走行環境に適した制動制御を行うことができる車両用制動制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用制動制御装置は、自車進路に存在する物体を検出し、自車両が車線変更可能であるか否かを含め、検出された物体との接触を操舵で回避できる可能性と、検出された物体との接触を制動で回避できる可能性とを夫々判断し、両者の判断結果に基づいて自車両に制動力を発生させて制動制御を行うことを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明に係る車両用制動制御装置によれば、自車進路に存在する物体を検出し、自車両が車線変更可能であるか否かを含め、検出された物体との接触を操舵で回避できる可能性と、検出された物体との接触を制動で回避できる可能性とを夫々判断し、両者の判断結果に基づいて自車両に制動力を発生させて制動制御を行うように構成されるので、例えば、ガードレールや壁等の道路構造物が存在する、或いは隣接車線を走行中の並走車両が存在する等して横移動ができないときにも、適切な制動制御を行うことができるという効果が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用した車両用制動制御装置の一実施形態を示すブロック図である。
図中、１は車体下部の前端側に設けられたスキャニング式のレーザレーダ装置である。このレーザレーダ装置１は、所定の角度範囲内で角度を変化させながら赤外レーザ光を前方に発して、この赤外レーザが物体に反射して受光されるまでの時間によって検出点との距離を測定すると共に、車両前後方向に対するスキャニング角を検出する。具体的には、自車両前方に図２に示すような先行車両が存在すると、この先行車両までの距離Ｄと、左エッジ及び右エッジの車体前後方向に対するスキャニング角θＬ及びθＲとを出力するように構成されている。なお、赤外レーザの他にマイクロ波やミリ波等を使用してもよい。
【０００８】
また、２は全地球測位システム（ＧＰＳ）を含むナビゲーションシステムであり、自車両が走行している道路の車線数及び走行車線位置を示す走行車線情報を出力する。この走行車線情報は、片側車線が複数ある場合、各車線を左から順に第１車線、第２車線、第３車線、・・・とし、例えば、片側３車線の道路において、図３（ａ）に示すように中央車線を走行しているときには第２車線、また図３（ｂ）に示すように左車線を走行しているときには第１車線、さらに図３（ｃ）に示すように右車線を走行しているときには第３車線として走行車線位置を特定するように構成されている。
【０００９】
また、３は車幅方向中央における車室内のフロントウィンドウ上部に設けられた白線認識装置である。この白線認識装置３は、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等で構成されており、車両前方を撮像した画像データに基づいて走行車線における白線の種類、すなわち白線が実線であるか又は破線であるかを示す白線情報を出力する。
【００１０】
さらに、４は自動変速機３の出力軸に設けられた車速センサであり、自車速Ｖを検出する。
さらに、５は車体における左右両側に配設された側方監視装置である。この側方監視装置５は、例えば、超音波センサやＣＣＤカメラによる画像処理等で自車両の側方を監視して、並走車両が存在するか否かを示す側方情報を出力する。
【００１１】
これら、レーザレーダ装置１が測定する前方物体との距離Ｄ及び左右エッジのスキャニング角θＬ及びθＲと、ナビゲーションシステム２が出力する走行車線情報と、白線認識装置３が出力する白線情報と、車速センサ４が検出する自車速Ｖと、側方監視装置５が出力する側方情報とが、例えば、マイクロコンピュータで構成されたコントローラ６に入力される。このコントローラ６では、図３の制動制御処理を実行し、前方物体に対して自車両の制動を要すると判断されるときに、制動装置７に対する制動指令と警報装置８に対する警報指令とを駆動制御するように構成されている。
【００１２】
制動装置７は、コントローラ６から出力される制動指令に応じて制動力を発生するように構成されており、また警報装置８は、コントローラ６から出力される警報指令に応じて前方物体に対する警報を情報ディスプレイやスピーカにより運転者に報知するように構成されている。
次に、コントローラ６で実行する制動制御処理を、図３のフローチャートに従って説明する。この制動制御処理は、例えば１０ｍｓｅｃ毎のタイマ割込み処理によって実行される。
【００１３】
この制動制御処理では、先ずステップＳ１で、前述した各種装置及びセンサから出力される各種データを読込む。具体的には、前方検物体との距離Ｄ及び左右エッジのスキャニング角θＬ及びθＲと、自車両の走行車線情報と、走行車線の白線情報と、自車速Ｖと、自車両の側方情報とを読込む。
次に、ステップＳ２に移行し、ステップＳ１で読込んだ自車両の走行車線情報及び白線情報に基づいて、隣接車線が存在し左右への車線変更が可能であるか否かを判断する。この判断結果Ａ（左の判断結果，右の判断結果）は、車線変更不可能を示す“０”と、車線変更可能を示す“１”との２値で表す。すなわち、走行車線情報が片側１車線道路であることを示すときには、隣接車線が存在しないために車線変更不可能であると判断して、Ａ＝（０，０）と表す。一方、図３（ａ）のように、走行車線情報が片側３車線道路における中央の第２車線を示し、且つ白線情報が左右両側の破線を示すときには、隣接する左右両側の第１及び第３車線へ車線変更可能であると判断して、Ａ＝（１，１）と表す。また、図３（ｂ）のように、走行車線情報が左の第１車線を示し、且つ白線情報が左の実線及び右の破線を示すときには、隣接する右の第２車線へのみ車線変更可能であると判断して、Ａ＝（０，１）と表す。さらに、図３（ｃ）のように、走行車線情報が右の第３車線を示し、且つ白線情報が左の破線及び右の実線を示すときには、隣接する左の第２車線へのみ車線変更可能であると判断して、Ａ＝（１，０）と表す。ここで、走行車線情報のみならず白線情報を含めて隣接車線の有無を判断しているのは、より正確な判断を行うためである。
【００１４】
次に、ステップＳ３に移行して、前記ステップＳ１で読込んだ自車両の側方情報に基づいて、左右への車線変更が可能であるか否かを判断する。この判断結果Ｂ（左の判断結果，右の判断結果）は、車線変更不可能を示す“０”と車線変更可能を示す“１”との２値で表す。すなわち、左右両側に並走車両が存在するときには車線変更が不可能であると判断して、Ｂ＝（０，０）と表す。一方、左右両側に並走車両が存在しないときには、左右両側に車線変更可能であると判断して、Ｂ＝（１，１）と表す。また、右側のみに並走車両が存在するときには、左側へのみ車線変更可能であると判断して、Ｂ＝（１，０）と表す。さらに、左側のみに並走車両が存在するときには、右側へのみ車線変更可能であると判断して、Ｂ＝（０，１）と表す。
【００１５】
次に、ステップＳ４に移行して、前記ステップＳ２の判断結果Ａ、及び前記ステップＳ３の判断結果Ｂに基づいて、左右両側へ車線変更可能であるか否かを最終判断する。すなわち、Ａ＝（１，１）で、且つＢ＝（１，１）であるときには、並走車両のいない隣接車線が左右両側に存在し、左右両側に車線変更可能であると判断して、後述するステップＳ５に移行する。一方、Ａ≠（１，１）である、又はＢ≠（１，１）であるときには、左右両側への車線変更は不可能であると判断してステップＳ６に移行する。
【００１６】
このステップＳ６では、前記ステップＳ２の判断結果Ａ、及び前記ステップＳ３の判断結果Ｂに基づいて、左車線へのみ車線変更可能であるか否かを最終判断する。すなわち、Ａ＝（１，Ｘ）で、且つＢ＝（１，Ｘ）であるときには（Ｘは“１”又は“０”の意であり、以下同様に用いる）、並走車両のない隣接車線が左側のみに存在し、左側のみに車線変更可能であると判断して、後述するステップＳ７に移行する。一方、Ａ≠（１，Ｘ）である、又はＢ≠（１，Ｘ）であるときには、左側への車線変更が不可能であると判断してステップＳ８に移行する。
【００１７】
このステップＳ８では、前記ステップＳ２の判断結果Ａ、及び前記ステップＳ３の判断結果Ｂに基づいて、右車線へのみ車線変更可能であるか否かを最終判断する。すなわち、Ａ＝（Ｘ，１）で、且つＢ＝（Ｘ，１）であるときには、並走車両のない隣接車線が右側のみに存在し、右側のみに車線変更可能であると判断して、後述するステップＳ９に移行する。一方、Ａ≠（Ｘ，１）である、又はＢ≠（Ｘ，１）であるときには、右側への車線変更も不可能、すなわち左右両側とも車線変更不可能であると判断して後述するステップＳ１０に移行する。
【００１８】
前記ステップＳ４で、左右両側に車線変更可能であると判断されて移行するステップＳ５では、自車両が前方物体との接触を回避するのに必要な横移動量Ｙを算出する。横移動量Ｙは、図２に示すように、前記ステップＳ１で読込んだ前方物体との距離Ｄと、左右エッジのスキャニング角θＬ及びθＲのうち小さい方のθｓと、車幅Ｌｗとに基づいて下記（１）式に従って算出する。
Ｙ＝Ｄ・ｔａｎθｓ＋Ｌｗ／２・・・・・・（１）
なお、上記（１）式は、レーザレーダ装置１を車両の車幅中央の位置に設けた場合の演算式を示しているが、車幅中央から左右の何れかにオフセットして取付けられている場合には、このオフセット分を加減算すればよい。また、障害物の中心位置に対し、自車両の中心位置が比較的ずれている場合等、左右エッジのスキャニング角θＬ及びθＲのうち何れか一方のエッジを検出することができない場合には、エッジを検出できた側のスキャニング角をθｓとして用いればよい。こうして、左右両側に車線変更可能であるときの横移動量Ｙを算出したら、続くステップＳ１１で車線変更フラグＦＣを“１”にセットし、後述するステップＳ１２に移行する。
【００１９】
また、前記ステップＳ６で、左側へのみ車線変更可能であると判断されて移行するステップＳ７では、自車両が前方物体との接触を回避するのに必要な左側への横移動量Ｙを算出する。この場合は、前記ステップＳ１で読込んだ前方物体との距離Ｄと、左エッジのスキャニング角θＬと、車幅Ｌｗとに基づいて下記（２）式に従って算出する。
Ｙ＝Ｄ・ｔａｎθＬ＋Ｌｗ／２・・・・・・（２）
こうして、左側へのみ車線変更可能であるときの横移動量Ｙを算出したら、前記ステップＳ１１に移行する。
【００２０】
また、前記ステップＳ８で、右側へのみ車線変更可能であると判断されて移行するステップＳ９では、自車両が前方物体との接触を回避するのに必要な右側への横移動量Ｙを算出する。この場合は、前記ステップＳ１で読込んだ前方物体との距離Ｄと、右エッジのスキャニング角θＲと、車幅Ｌｗとに基づいて下記（３）式に従って算出する。
Ｙ＝Ｄ・ｔａｎθＲ＋Ｌｗ／２・・・・・・（３）
こうして、右側へのみ車線変更可能であるときの横移動量Ｙを算出したら、前記ステップＳ１１に移行する。
【００２１】
また、前記ステップＳ４、ステップＳ６、及びステップＳ８を順に経て、左右両側への車線変更が不可能であると判断されて移行するステップＳ１０では、車線変更フラグＦＣを“０”にリセットしてからステップＳ１２に移行する。
そして、前記ステップＳ１０、又はステップＳ１１で車線変更フラグＦＣを設定してから移行するステップＳ１２では、前記ステップＳ１で読込んだ前方物体との距離Ｄに対して微分演算やバンドパスフィルタ処理を行うことによって前方物体との相対速度Ｖｒを算出する。
【００２２】
次に、ステップＳ１３に移行して、前記ステップＳ１０、又はステップＳ１１で設定される車線変更フラグＦＣが“１”にセットされているか否かを判定する。この判定結果が車線変更フラグＦＣ＝０であるときには、車線変更が不可能であると判断して後述するステップＳ１７に移行する。一方、判定結果が車線変更フラグＦＣ＝１であるときには、車線変更が可能であると判断してステップＳ１４に移行する。
【００２３】
このステップＳ１４では、図５の横移動所要時間算出制御マップを参照して、前記ステップＳ５、ステップＳ７、又はステップＳ９で算出された横移動量Ｙと、前記ステップＳ１で読込んだ自車速Ｖとに基づいて、Ｙだけ横移動する所要時間Ｔｙを算出する。この横移動所要時間算出制御マップは、コントローラ６が有するメモリに予め記憶されており、図５に示すように、横軸に横移動量Ｙを、縦軸に横移動所要時間Ｔｙを夫々とり、横移動量Ｙが０（零）から増加するときに、横移動所要時間Ｔｙが０（零）を起点とし、初めは急峻にそして次第に緩やかに増加するように設定されていると共に、自車速Ｖが増加するほど横移動量Ｙに対する横移動所要時間Ｔｙの増加率が緩やかになるように設定されている。
【００２４】
具体的には、横移動所要時間算出制御マップは以下のように作成される。先ず、車両重量をｍ、車両ヨー方向の慣性モーメントをＩ_Ｚ、自車速をＶ、ヨーレートをｒ、スリップ角をβ、車両重心から前輪及び後輪までの距離を夫々Ｌ_Ｆ及びＬ_Ｒ、前輪及び後輪に発生する横力を夫々Ｙ_Ｆ及びＹ_Ｒとすると、車両の操舵特性は下記（４）式で表される。
ｍＶ｛ｒ＋（ｄβ／ｄｔ）｝＝２Ｙ_Ｆ＋２Ｙ_Ｒ
Ｉ_Ｚ（ｄｒ／ｄｔ）＝２Ｌ_ＦＹ_Ｆ−２Ｌ_ＲＹ_Ｒ・・・・・・（４）
また、前輪の舵角をθ_Ｆとすると、上記横力Ｙ_Ｆ及びＹ_Ｒは、下記（５）式に示すように、スリップ角との関係を示す関数ｆ_Ｆ及びｆ_Ｒで表すことができる。なお、運転者による緊急時の操舵特性を図６に示すように、舵角θ_Ｆは操舵開始と共に急増し、ある値で増加が止まりこの舵角が維持されるものとする。また、スリップ角と横力との関係を図７に示すように、スリップ角が０（零）から増加するときに、横力が０（零）を起点とし、初めは急峻にそして次第に緩やかに増加するものとする。
Ｙ_Ｆ＝ｆ_Ｆ（β＋Ｌ_Ｆ・ｒ／Ｖ−θ_Ｆ）
Ｙ_Ｒ＝ｆ_Ｒ（β−Ｌ_Ｒ・ｒ／Ｖ）・・・・・・（５）
このとき、横移動量Ｙは、車速Ｖ、ヨーレートｒ、及びスリップ角βを用いると下記（６）式で表される。
Ｙ＝∫｛Ｖ・ｓｉｎ（∫ｒｄｔ＋β）｝ｄｔ・・・・・・（６）
これら（４）〜（６）式の各演算を実行することにより横移動所要時間を算出することができるので、横移動量Ｙ及び車速Ｖに応じた横移動所要時間Ｔｙをマップ化して横移動所要時間算出制御マップを作成する。
【００２５】
そして、横移動所要時間Ｔｙを算出したら、続くステップＳ１５に移行して、前方物体との接触を操舵により回避できる可能性を判断する。すなわち、前方物体との距離Ｄを相対速度Ｖｒで除した前方物体に接触するまでの時間（Ｄ／Ｖｒ）が、前記ステップＳ１４で算出した横移動所要時間Ｔｙよりも大きいか否かを判断する。この判断結果がＤ／Ｖｒ＞Ｔｙであるときには、前方物体との接触を操舵で回避できると判断して、続くステップＳ１６で操舵回避フラグＦＳを“１”にセットする。一方、判断結果がＤ／Ｖｒ≦Ｔｙであるときには、前方物体との接触を操舵により回避できない可能性があると判断して、続くステップＳ１７で操舵回避フラグＦＳを“０”にリセットする。また、前記ステップＳ１３で、車線変更フラグＦＣ＝０であると判定されたときにも、操舵できないと判断してステップＳ１７に移行する。
【００２６】
こうして、ステップＳ１６又はステップＳ１７で操舵回避フラグＦＳを設定したら、ステップＳ１８に移行して、前方物体との接触を制動により回避できる可能性を判断する。すなわち、制動によって接触を回避する場合の減速度をａ（例えば、８．０ｍ／ｓ^２）、運転者がブレーキペダルを踏込んでから減速度が発生するまでの無駄時間をＴｄ（例えば、０．２秒）とすると、前方物体との接触を制動によって回避するためには、前方物体との距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が、下記（７）式となればよい。
Ｄ＞−Ｖｒ・Ｔｄ＋Ｖｒ^２／２ａ・・・・・・（７）
したがって、前方物体との距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が、上記（７）式を満足するか否かを判断して、この（７）式を満足するときには、前方物体との接触を制動により回避できると判断して、続くステップＳ１９で制動回避フラグＦＢを“１”にセットする。一方、前記（７）式を満足しないときには、前方物体との接触を制動により回避できない可能性があると判断して、続くステップＳ２０で制動回避フラグＦＢを“０”にリセットする。こうして、ステップＳ１９又はステップＳ２０で制動回避フラグＦＢを設定したら、ステップＳ２１に移行する。
【００２７】
ステップＳ２１では、操舵回避フラグＦＳ＝１で、且つ制動回避フラグＦＢ＝１であるか否かを判定し、この判定結果が操舵回避フラグＦＳ＝１で、且つ制動回避フラグＦＢ＝１であるときには、前方物体との接触を操舵及び制動の何れでも回避可能であると判断して、ステップＳ２２に移行する。
このステップＳ２２では、制動装置７に対する制動指令の出力を停止状態に制御し、続くステップＳ２３で警報装置８に対する警報指令の出力を停止状態に制御してから所定のメインプログラムに復帰する。
【００２８】
また、前記ステップＳ２１の判定結果が、操舵回避フラグＦＳ≠１である、又は制動回避フラグＦＢ≠１であるときには、前方物体と接触する可能性があると判断して、ステップＳ２４に移行する。
このステップＳ２４では、操舵回避フラグＦＳ＝１である、又は制動回避フラグＦＢ＝１であるか否かを判定し、この判定結果が操舵回避フラグＦＳ＝１である、又は制動回避フラグＦＢ＝１であるときには、操舵又は制動の何れか一方で前方物体との接触を回避できる可能性が残されてはいるが、接触する可能性もあると判断して、ステップＳ２５に移行する。
【００２９】
このステップＳ２５では、自車両に発生させる制動力Ｆの経時変化を図８の特性線Ｌ１で示すように、自車両に所定の制動力Ｆ１を所要時間Ｔ１で発生させるような制動指令を制動装置７に出力する。ここで、所要時間Ｔ１は、前方物体との接触を操舵又は制動のいずれか一方で回避できないと判断されてから、次に他方でも回避できないと判断されるまでの推定時間に設定する。つまり、先ず、制動回避フラグＦＢが“０”にリセットされており、前方物体との接触を制動回避できない可能性があると判断されているときには、次に操舵でも回避できないと判断されるまでの推定時間として、所要時間Ｔ１を前方物体との距離Ｄ、相対速度Ｖｒ、及び横移動所要時間Ｔｙに基づいて下記（８）式より算出する。
Ｔ１＝Ｄ／Ｖｒ−Ｔｙ・・・・・・（８）
逆に、操舵フラグＦＳ＝０、すなわち前方物体との接触を操舵回避できない可能性があると判断されているときには、次に制動でも回避できないと判断されるまでの推定時間として、所要時間Ｔ１を前方物体との距離Ｄ、及び相対速度Ｖｒから、前記（７）式を基にした下記（９）式に従って算出する。
Ｔ１＝（Ｄ＋Ｖｒ・Ｔｄ−Ｖｒ^２／２ａ）／Ｖｒ・・・（９）
こうして算出された所要時間Ｔ１に応じて制動力Ｆ１が達成されるように制動装置７に対する制動指令値を出力したら、続くステップＳ２６で警報装置８に対する警報指令を出力してから所定のメインプログラムに復帰する。
【００３０】
また、前記ステップＳ２４の判定結果が、操舵回避フラグＦＳ≠１であり、且つ制動回避フラグＦＢ≠１であるときには、操舵及び制動の何れでも前方物体を回避できずに接触する可能性が高いと判断して、ステップＳ２７に移行する。
このステップＳ２７では、自車両に発生させる制動力Ｆの経時変化を図８の特性線Ｌ２で示すように、自車両に発生させる制動力Ｆを、所定の制動力Ｆ１よりも大きな所定値Ｆ２に達するまで、所定の速度で増加させるように制動装置７に対する制動指令が出力される。この制動力Ｆ２は、自車両を十分減速させることが可能な値に設定されている。次に、ステップＳ２８に移行して警報装置８に対する警報指令を出力したら所定のメインプログラムに復帰する。
【００３１】
以上より、図１において、レーザレーダ装置１が物体検出手段に対応し、ナビゲーションシステム２及び白線認識装置３が隣接車線検出手段に対応し、側方監視装置５が近傍車両検出手段に対応している。また、図４において、ステップＳ２〜Ｓ１７の処理が操舵回避判断手段に対応し、ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理が制動回避判断手段に対応している。また、ステップＳ２〜Ｓ４、Ｓ６及びＳ８の処理が車線変更判断手段に対応し、そのうちステップＳ２が第１判断部に対応し、ステップＳ３が第２判断部に対応し、ステップＳ４、Ｓ６及びＳ８の処理が最終判断部に対応している。さらに、図４のステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２５及びＳ２７の処理、並びに図１の制動装置７が制動制御手段に対応している。
【００３２】
次に、上記一実施形態の動作について説明する。
今、自車両が走行状態にあるとすると、コントローラ６は、ナビゲーションシステム２から供給される走行車線情報及び白線認識装置３から供給される白線情報に基づいて隣接車線の有無を検出すると共に、側方監視装置５により自車両の側方を走行する並走車両の有無を検出することにより、実際に車線変更可能な方向を判断する。
【００３３】
このとき、隣接車線の有無に応じて車線変更可能であるか否かの判断結果Ａを、左右夫々に対して可能を示す“１”と不可能を示す“０”との２値で表し（ステップＳ２）、また並走車両の有無に応じて車線変更可能であるか否かの判断結果Ｂも、左右夫々に対して可能を示す“１”と不可能を示す“０”との２値で表す（ステップＳ３）。そして、これらの判断結果Ａ及びＢが、共に“１”となる方向のみに、車線変更可能であると判断する（ステップＳ４、Ｓ６及びＳ８）。
【００３４】
したがって、片側１車線しかない道路を走行しているときや、車線が複数あっても最も端の車線を走行しているとき等、隣接車線のない方向へは車線変更不可能であると判断する。また隣接車線があってもそこに並走車両が存在する方向には車線変更不可能であると判断する。このように、車線変更が不可能であると判断されたときには、前方物体との接触を操舵では回避できないと判断する。
【００３５】
一方、左右の何れかに車線変更可能であると判断されたときには、前方物体との接触を回避するのに必要な横移動量Ｙを算出する。このとき、車線変更可能であると判断された方向が左右両側である場合には、前方物体における左右エッジのスキャニング角の小さい方を選択して横移動量Ｙを算出する（ステップＳ５）。また、車線変更可能であると判断された方向が左右の一方であるときには、その方向への横移動量Ｙを算出する（ステップＳ７又はＳ９）。
【００３６】
次に、横移動所要時間算出制御マップを参照して、Ｙだけ横移動する所要時間Ｔｙを横移動量Ｙ及び車速Ｖに基づいて算出し（ステップＳ１４）、この横移動量Ｙと、前方物体との距離Ｄと、相対速度Ｖｒとの関係がＤ／Ｖｒ＞Ｔｙであるか否かを判断し、前方物体との接触を操舵で回避できる可能性を判断する（ステップＳ１５）。
【００３７】
続いて、前方物体との距離Ｄと相対速度Ｖｒとの関係が前記（７）式を満たすか否かを判断し、前方物体との接触を制動で回避できる可能性を判断する（ステップＳ１８）。
そして、操舵及び制動の何れでも前方物体との接触を回避できると判断されたときには、この前方物体に対する自車両の制動は不要であると判断して、制動装置７に対する制動指令と警報装置８に対する警報指令の出力を夫々停止状態に制御する（ステップＳ２２及びＳ２３）。
【００３８】
この状態から、前方物体との距離Ｄが減少したり、相対速度Ｖｒが接近方向に増加したりすることにより、操舵又は制動の何れか一方で前方物体との接触を回避できる可能性が残されてはいるが、接触する可能性もあると判断されると、自車両に所定の制動力Ｆ１を所要時間Ｔ１で発生させるような制動指令を制動装置７に出力し（ステップＳ２５）、警報指令を警報装置８に出力する（ステップＳ２６）。こうして、自車両に発生した制動力Ｆ１と警報とに応じて、運転者が直ちに車線変更可能な方向への操舵操作を行ったり、制動操作を行ったりして前方物体との接触を回避できると、再び制動装置７に対する制動指令、及び警報装置８に対する警報指令の出力が停止状態に制御される。
【００３９】
しかし、運転者の回避動作が遅れる等して、操舵及び制動の何れでも前方物体を回避できずに接触する可能性が高いと判断されると、自車両に発生させる制動力Ｆが、制動力Ｆ１よりも大きな制動力Ｆ２に達するまで所定の速度で増加するように制動装置７に対する制動指令を出力し（ステップＳ２７）、警報指令も継続して警報装置８に出力する（ステップＳ２８）。因みに、制動力Ｆ１を発生させる所要時間Ｔ１は、前方物体との接触を操舵又は制動のいずれか一方で回避できないと判断されてから、次に他方でも回避できないと判断されるまでの推定時間に設定されているので、この制動力Ｆ２を発生させるときには、既に制動力Ｆ１が発生している状態にある。したがって、より大きな制動力Ｆ２を発生させることで運転者に与える違和感を軽減できるだけではなく、制動力Ｆが既に発生しているＦ１から増加することで、０（零）の状態から制動を開始する場合に比べて制動力Ｆ２の達成が早い。こうして、自車両に制動力Ｆ２が発生することにより自車両が十分に減速して、前方物体との接触を回避できると、再び制動装置７に対する制動指令、及び警報装置８に対する警報指令の出力が停止状態に制御される。
【００４０】
なお、上記一実施形態においては、前方物体をレーザレーダ装置１で検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等による画像処理で検出してもよい。
また、上記一実施形態においては、ナビゲーションシステム２から供給される走行車線情報と、白線認識装置３から供給される白線情報とに基づいて走行車線における隣接車線を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、ナビゲーションシステム２から供給される走行車線情報のみに基づいて、或いは白線認識装置３から供給される白線情報のみに基づいて隣接車線の有無を検出してもよい。
【００４１】
さらに、上記一実施形態においては、操舵及び制動の何れでも前方物体との接触を回避できると判断されると、単に制動装置７に対する制動指令の出力が停止状態に制御される場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、制動力を発生させている状態から急に制動力が解除されると運転者に違和感を与えてしまうので、制動力を徐々に減少させて解除してもよい。
【００４２】
さらにまた、上記一実施形態においては、前方物体と接触する可能性があると判断されたときに、自車両に制動力を発生させると共に、単に警報を報知する場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、前方物体と接触する可能の高さに応じて、報知する警報音の大きさや種類を換えてもよい。
以上のように、上記一実施形態によれば、レーザレーダ装置１で自車進路に存在する前方物体を検出し、検出した前方物体との接触を操舵で回避できる可能性と、検出した前方物体との接触を制動で回避できる可能性とを夫々判断し、これら２つの判断結果に基づいて自車両に制動力を発生させて制動制御を行っており、操舵で回避できる可能性を判断する際に、車線変更可能であるか否かも判断するように構成されているので、例えば、ガードレールや壁等の道路構造物が存在する、或いは隣接車線を走行中の並走車両が存在する等して横移動できないときにも、適切な制動制御を行うことができるという効果が得られる。
【００４３】
また、走行車線における隣接車線を検出すると共に、自車周囲の近傍を走行する並走車両を検出し、次いで隣接車線の有無に応じて車線変更可能であるか否かを判断すると共に、並走車両の有無に応じて車線変更可能であるか否かを判断し、これら２つの判断結果に基づいて車線変更可能であるか否かを最終判断するように構成されているので、実際の走行環境に応じて車線変更可能な方向を的確に判断することができるという効果が得られる。
【００４４】
さらに、隣接車線を検出するために、走行道路の車線数及び自車両の走行車線位置を検出するナビゲーションシステム２、及び走行道路の白線種類を認識する白線認識装置３の少なくとも一方を用いているので、隣接車線の有無を確実に検出することができるという効果が得られる。
さらにまた、隣接車線の有無に応じて車線変更可能であるか否かを、左右夫々に対して可能を示す“１”又は不可能を示す“０”の２値で表すように構成されているので、車線変更可能な方向を明確に判断することができるという効果が得られる。
【００４５】
また、並走車両の有無に応じて車線変更可能であるか否かを、左右夫々に対して可能を示す“１”又は不可能を示す“０”の２値で表すように構成されているので、車線変更可能な方向を明確に判断することができるという効果が得られる。
さらに、車線変更可能であるか否かを最終判断するときに、隣接車線の有無に基づく判断結果と、並走車両の有無に基づく判断結果との双方で車線変更可能であると判断された方向が車線変更可能な方向であると最終判断するように構成されているので、実際の走行環境に応じて車線変更可能な方向を的確に判断することができるという効果が得られる。
【００４６】
さらにまた、前方物体との接触を操舵で回避できるか否かを判断するときに、左右両側に車線変更可能であると判断されているときには、左右のうち前方物体との接触を回避する横移動量が少ない方向を選択し、選択した方向への操舵で前方物体との接触を回避できる可能性を判断し、左右の何れか一方に車線変更可能であると判断されているときには、車線変更可能であると判断された方向への操舵で前方物体との接触を回避できる可能性を判断し、左右の何れにも車線変更不可能であると判断されているときには、前方物体との接触を操舵により回避できる可能性はないと判断するように構成されているので、実際の走行環境に応じて、前方物体との接触を操舵で回避できるか否かを的確に判断することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】レーザレーダ装置１で前方物体を検出する際の説明図である。
【図３】ナビゲーションシステム２及び白線認識装置３により隣接車線を検出する際の説明図である。
【図４】本発明における制動制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】横移動所要時間算出制御マップである。
【図６】緊急時における運転者の舵角特性を示す図である。
【図７】スリップ角に対する横力の関係を示す図である。
【図８】自車両に発生させる制動力の経時変化を説明した図である。
【符号の説明】
１レーザレーダ装置
２ナビゲーションシステム
３白線認識装置
４車速センサ
５側方監視装置
６コントローラ
７制動装置
８警報装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular braking control device that automatically performs braking control when an obstacle is present on a vehicle path.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a vehicle brake control device of this type, for example, a forward object existing on the own vehicle path is detected, and contact with this forward object is avoided by a steering avoidance distance that can be avoided by a steering operation and a braking operation. A vehicle anti-collision device configured to calculate a possible braking avoidance distance, and to perform a braking control by driving an automatic brake device when a distance to a forward object is shorter than any of the calculated avoidance distances. (See Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-298022
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, since the direction in which the contact with the forward object can be avoided from being steered is not considered, there is a road structure such as a guardrail or a wall, or a parallel running vehicle traveling in an adjacent lane. There is an unsolved problem that it is not possible to perform appropriate braking control when lateral movement cannot be performed due to the existence or the like.
Therefore, the present invention has been made by focusing on the unsolved problems of the conventional example, and has as its object to provide a vehicle brake control device capable of performing a brake control suitable for an actual traveling environment. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the vehicle braking control device according to the present invention detects an object present on the own vehicle course, and includes whether or not the own vehicle can change lanes. Judgment is made on the possibility that contact can be avoided by steering and the possibility that contact with the detected object can be avoided by braking, and braking control is performed by generating a braking force on the own vehicle based on the result of both determinations. It is characterized by:
[0006]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the brake control apparatus for vehicles which concerns on this invention, the contact with the detected object can be avoided by steering by detecting the object which exists in the own vehicle course, including whether the own vehicle can change lanes. Since it is configured to judge the possibility and the possibility of avoiding contact with the detected object by braking, and to perform braking control by generating a braking force on the own vehicle based on the result of both determinations. For example, even when there is a road structure such as a guardrail or a wall, or when there is a parallel vehicle running in an adjacent lane, it is possible to perform appropriate braking control even when lateral movement is not possible. Is obtained.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a vehicle brake control device to which the present invention is applied.
In the drawing, reference numeral 1 denotes a scanning type laser radar device provided on the front end side of the lower part of the vehicle body. The laser radar device 1 emits an infrared laser beam forward while changing the angle within a predetermined angle range, and the distance from the detection point is determined by the time until the infrared laser is reflected by an object and received. And the scanning angle with respect to the vehicle front-rear direction is detected. Specifically, when a preceding vehicle as shown in FIG. 2 exists in front of the own vehicle, the distance D to the preceding vehicle and the scanning angles θL and θR of the left edge and the right edge with respect to the vehicle longitudinal direction are output. Is configured. Note that a microwave, a millimeter wave, or the like may be used instead of the infrared laser.
[0008]
Reference numeral 2 denotes a navigation system including a global positioning system (GPS), which outputs traveling lane information indicating the number of lanes and the traveling lane position of the road on which the vehicle is traveling. When there are a plurality of one-side lanes, the traveling lane information indicates that each lane is a first lane, a second lane, a third lane,... From left to right. For example, on a road with three lanes on each side, FIG. As shown in FIG. 3, the second lane is running when traveling in the center lane, the first lane is running when traveling in the left lane as shown in FIG. 3 (b), and the right lane as shown in FIG. 3 (c). When the vehicle is traveling, the driving lane position is specified as the third lane.
[0009]
Reference numeral 3 denotes a white line recognition device provided above the front window in the vehicle interior at the center in the vehicle width direction. The white line recognition device 3 is configured by a CCD camera, a CMOS camera, or the like, and indicates the type of white line in the traveling lane, that is, whether the white line is a solid line or a dashed line, based on image data obtained by imaging the front of the vehicle. Outputs white line information.
[0010]
Reference numeral 4 denotes a vehicle speed sensor provided on the output shaft of the automatic transmission 3, which detects the vehicle speed V.
Reference numeral 5 denotes a side monitoring device disposed on both the left and right sides of the vehicle body. The side monitoring device 5 monitors the side of the own vehicle by image processing using an ultrasonic sensor or a CCD camera, for example, and outputs side information indicating whether or not a parallel vehicle exists.
[0011]
The distance D to the front object measured by the laser radar device 1 and the scanning angles θL and θR of the left and right edges, the traveling lane information output by the navigation system 2, the white line information output by the white line recognition device 3, the vehicle speed sensor The vehicle speed V detected by the vehicle monitoring device 4 and the side information output by the side monitoring device 5 are input to a controller 6 including, for example, a microcomputer. The controller 6 executes the braking control process shown in FIG. 3 and, when it is determined that the vehicle in front needs to be braked on the object in front, drives and controls the braking command to the braking device 7 and the warning command to the warning device 8. It is configured to
[0012]
The braking device 7 is configured to generate a braking force in accordance with a braking command output from the controller 6, and the alarm device 8 issues an alarm to a forward object in response to an alarm command output from the controller 6. The information display and the speaker are configured to notify the driver.
Next, the braking control process executed by the controller 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. This braking control process is executed by, for example, a timer interrupt process every 10 msec.
[0013]
In this braking control process, first, in step S1, various data output from the various devices and sensors described above are read. Specifically, the distance D to the front inspection object and the scanning angles θL and θR of the left and right edges, the traveling lane information of the own vehicle, the white line information of the traveling lane, the own vehicle speed V, and the side information of the own vehicle Read.
Next, the process proceeds to step S2, and based on the traveling lane information and the white line information of the own vehicle read in step S1, it is determined whether or not an adjacent lane exists and lane change to the left or right is possible. The judgment result A (the judgment result on the left and the judgment result on the right) is represented by two values, “0” indicating that lane change is not possible and “1” indicating that lane change is possible. That is, when the traveling lane information indicates that the road is one lane on one side, it is determined that the lane cannot be changed because there is no adjacent lane, and A = (0, 0) is represented. On the other hand, as shown in FIG. 3A, when the traveling lane information indicates the center second lane on the one-sided three-lane road and the white line information indicates the left and right dashed lines, the first and third adjacent left and right lanes are indicated. It is determined that the lane can be changed to the lane, and A = (1, 1) is represented. As shown in FIG. 3B, when the traveling lane information indicates the first lane on the left and the white line information indicates the solid line on the left and the broken line on the right, the lane can be changed only to the adjacent right second lane. And A = (0, 1). Further, as shown in FIG. 3C, when the traveling lane information indicates the right third lane and the white line information indicates the left broken line and the right solid line, the lane can be changed only to the adjacent left second lane. And A = (1, 0). Here, the reason for determining the presence or absence of the adjacent lane including the white line information as well as the traveling lane information is to make a more accurate determination.
[0014]
Next, the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not lane change to the left or right is possible based on the side information of the own vehicle read in step S1. The judgment result B (the judgment result on the left and the judgment result on the right) is represented by two values, “0” indicating that lane change is impossible and “1” indicating that lane change is possible. That is, it is determined that lane change is not possible when there are parallel running vehicles on both the left and right sides, and B = (0, 0). On the other hand, when there is no parallel running vehicle on both the left and right sides, it is determined that the lane can be changed on both the left and right sides, and B = (1, 1). When there is a parallel running vehicle only on the right side, it is determined that the lane can be changed only on the left side, and B = (1, 0). Further, when there is a parallel running vehicle only on the left side, it is determined that the lane can be changed only on the right side, and B = (0, 1) is expressed.
[0015]
Next, the process proceeds to step S4, and based on the determination result A of step S2 and the determination result B of step S3, it is finally determined whether the lane can be changed to both left and right sides. That is, when A = (1,1) and B = (1,1), it is determined that adjacent lanes where there are no parallel vehicles exist on the left and right sides, and that lanes can be changed on both the left and right sides. The process proceeds to step S5 described below. On the other hand, if A ≠ (1,1) or B ≠ (1,1), it is determined that lane changes to the left and right sides are not possible, and the process proceeds to step S6.
[0016]
In this step S6, it is finally determined whether or not the lane can be changed only to the left lane based on the determination result A in step S2 and the determination result B in step S3. That is, when A = (1, X) and B = (1, X) (X means “1” or “0”, the same applies hereinafter), an adjacent lane without a parallel running vehicle Exists only on the left side, and it is determined that the lane can be changed only on the left side, and the process proceeds to step S7 described later. On the other hand, if A ≠ (1, X) or B ≠ (1, X), it is determined that lane change to the left is impossible, and the process proceeds to step S8.
[0017]
In step S8, it is finally determined whether the lane can be changed only to the right lane based on the determination result A in step S2 and the determination result B in step S3. That is, when A = (X, 1) and B = (X, 1), it is determined that the adjacent lane without the parallel running vehicle exists only on the right side and the lane can be changed only on the right side. The process proceeds to step S9 described below. On the other hand, when A ≠ (X, 1) or B ≠ (X, 1), it is determined that lane change to the right is impossible, that is, lane change is not possible on both the left and right sides, and a step to be described later is performed. Move to S10.
[0018]
In step S5 where it is determined in step S4 that the lane can be changed to both the left and right sides and the process proceeds, a lateral movement amount Y required for the host vehicle to avoid contact with a forward object is calculated. As shown in FIG. 2, the lateral movement amount Y is based on the distance D to the forward object read in step S1, the smaller scanning angle θL or θR of the left and right edges, θs, and the vehicle width Lw. Is calculated according to the following equation (1).
Y = D · tan θs + Lw / 2 (1)
The above equation (1) shows an arithmetic expression in the case where the laser radar device 1 is provided at a position in the center of the vehicle width of the vehicle. In this case, the offset may be added or subtracted. If one of the scanning angles θL and θR of the left and right edges cannot be detected, such as when the center position of the host vehicle is relatively shifted from the center position of the obstacle, the edge May be used as θs. After calculating the lateral movement amount Y when the lane can be changed to both the left and right sides, the lane change flag FC is set to "1" in the subsequent step S11, and the process proceeds to step S12 described later.
[0019]
In step S7, where it is determined that the lane can be changed only to the left in step S6, the process proceeds to step S7, where the lateral movement amount Y to the left necessary for the vehicle to avoid contact with the object in front is calculated. . In this case, the distance is calculated according to the following equation (2) based on the distance D to the front object read in step S1, the scanning angle θL of the left edge, and the vehicle width Lw.
Y = D · tan θL + Lw / 2 (2)
After calculating the lateral movement amount Y when the lane can be changed only to the left in this way, the process proceeds to step S11.
[0020]
In step S9, where it is determined that the lane can be changed only to the right in step S8, and the process proceeds, in step S9, the amount of lateral movement Y to the right required for the vehicle to avoid contact with the object in front is calculated. . In this case, the distance is calculated according to the following equation (3) based on the distance D to the front object read in step S1, the scanning angle θR of the right edge, and the vehicle width Lw.
Y = D · tan θR + Lw / 2 (3)
After calculating the lateral movement amount Y when the lane can be changed only to the right in this way, the process proceeds to step S11.
[0021]
In step S10, in which it is determined that lane change to the left and right sides is not possible through the steps S4, S6, and S8 in order, the flow proceeds to step S10, where the lane change flag FC is reset to "0". Move to step S12.
In step S12 to which the process proceeds after setting the lane change flag FC in step S10 or step S11, a differential operation or a band-pass filter process is performed on the distance D to the front object read in step S1. Thus, the relative speed Vr with respect to the forward object is calculated.
[0022]
Next, the process proceeds to step S13 to determine whether or not the lane change flag FC set in step S10 or step S11 is set to "1". If the result of this determination is that the lane change flag FC = 0, it is determined that lane change is not possible, and the routine proceeds to step S17 described below. On the other hand, when the determination result is that the lane change flag FC = 1, it is determined that the lane change is possible, and the process proceeds to step S14.
[0023]
In step S14, the lateral movement amount Y calculated in step S5, step S7, or step S9 and the own vehicle speed V read in step S1 are referred to with reference to the lateral movement required time calculation control map in FIG. , A required time Ty for laterally moving by Y is calculated. This lateral movement required time calculation control map is stored in advance in a memory of the controller 6, and as shown in FIG. 5, the horizontal axis represents the lateral movement amount Y, and the vertical axis represents the lateral movement required time Ty. When the lateral movement amount Y increases from 0 (zero), the required lateral movement time Ty starts from 0 (zero), and is initially set to increase steeply and gradually and at the same time. Is set so that the rate of increase of the required lateral movement time Ty with respect to the lateral movement amount Y becomes more gradual as.
[0024]
Specifically, the lateral movement required time calculation control map is created as follows. First, the vehicle weight is m, and the moment of inertia in the vehicle yaw direction is I._Z, The vehicle speed is V, the yaw rate is r, the slip angle is β, and the distance from the center of gravity of the vehicle to the front and rear wheels is L, respectively._FAnd L_R, The lateral force generated on the front wheel and the rear wheel_FAnd Y_RThen, the steering characteristic of the vehicle is expressed by the following equation (4).
mV {r + (dβ / dt)} = 2Y_F+ 2Y_R
I_Z(Dr / dt) = 2L_FY_F-2L_RY_R ・・・・・・ (4)
Also, the steering angle of the front wheels is θ_FThen, the lateral force Y_FAnd Y_RIs a function f indicating the relationship with the slip angle as shown in the following equation (5)._FAnd f_RCan be represented by As shown in FIG. 6, the steering characteristics of the driver in an emergency are shown in FIG._FIncreases rapidly with the start of steering, and stops increasing at a certain value, and this steering angle is maintained. In addition, as shown in FIG. 7, the relationship between the slip angle and the lateral force is such that when the slip angle increases from 0 (zero), the lateral force starts at 0 (zero), starts steeply and gradually gradually. Shall increase.
Y_F= F_F(Β + L_F・ R / V-θ_F)
Y_R= F_R(Β-L_R・ R / V) (5)
At this time, the lateral movement amount Y is expressed by the following equation (6) using the vehicle speed V, the yaw rate r, and the slip angle β.
Y = ∫ ｛V · sin (∫rdt + β)｝ dt (6)
Since the required lateral movement time can be calculated by executing each of the calculations of the equations (4) to (6), the required lateral movement time Ty according to the lateral movement amount Y and the vehicle speed V is mapped and lateral movement is performed. Create a required time calculation control map.
[0025]
Then, after calculating the required lateral movement time Ty, the process proceeds to the subsequent step S15 to determine the possibility that the contact with the front object can be avoided by steering. That is, it is determined whether or not the time (D / Vr) until contact with the front object obtained by dividing the distance D to the front object by the relative speed Vr is longer than the required lateral movement time Ty calculated in step S14. . If D / Vr> Ty, it is determined that contact with the front object can be avoided by steering, and the steering avoidance flag FS is set to "1" in the subsequent step S16. On the other hand, when the result of the determination is D / Vr ≦ Ty, it is determined that there is a possibility that contact with the forward object cannot be avoided by steering, and the steering avoidance flag FS is reset to “0” in the subsequent step S17. Also, when it is determined in step S13 that the lane change flag FC = 0, it is determined that steering cannot be performed, and the process proceeds to step S17.
[0026]
After setting the steering avoidance flag FS in step S16 or step S17, the process proceeds to step S18 to determine the possibility that the contact with the front object can be avoided by braking. That is, the deceleration when the contact is avoided by braking is a (for example, 8.0 m / s).²Assuming that the dead time from when the driver depresses the brake pedal to when deceleration occurs is Td (for example, 0.2 seconds), in order to avoid contact with the front object by braking, it is necessary to perform The relationship between the distance D and the relative speed Vr may be expressed by the following equation (7).
D> -Vr · Td + Vr²/ 2a (7)
Therefore, it is determined whether or not the relationship between the distance D to the front object and the relative speed Vr satisfies the above equation (7). When the relation (7) is satisfied, the contact with the front object is braked. , The braking avoidance flag FB is set to "1" in the following step S19. On the other hand, if the above expression (7) is not satisfied, it is determined that there is a possibility that the contact with the front object cannot be avoided by braking, and the braking avoidance flag FB is reset to “0” in the subsequent step S20. When the braking avoidance flag FB is set in step S19 or step S20, the process proceeds to step S21.
[0027]
In step S21, it is determined whether or not the steering avoidance flag FS = 1 and the brake avoidance flag FB = 1. When the result of this determination is that the steering avoidance flag FS = 1 and the brake avoidance flag FB = 1, Then, it is determined that the contact with the forward object can be avoided by both steering and braking, and the process proceeds to step S22.
In this step S22, the output of the braking command to the braking device 7 is controlled to a stopped state, and in the subsequent step S23, the output of the warning command to the alarm device 8 is controlled to a stopped state, and the process returns to a predetermined main program.
[0028]
When the result of the determination in step S21 is the steering avoidance flag FS # 1 or the brake avoidance flag FB # 1, it is determined that there is a possibility of contact with a forward object, and the process proceeds to step S24.
In this step S24, it is determined whether or not the steering avoidance flag FS = 1 or the brake avoidance flag FB = 1, and the result of this determination is that the steering avoidance flag FS = 1 or the brake avoidance flag FB = 1 In the case of, there is a possibility that contact with a front object can be avoided in either steering or braking, but it is determined that there is a possibility of contact, and the process proceeds to step S25.
[0029]
In this step S25, as shown by a characteristic line L1 in FIG. 8, a braking command for generating a predetermined braking force F1 in the own vehicle for a required time T1 is shown by a characteristic line L1 in FIG. 7 is output. Here, the required time T1 is set to an estimated time from when it is determined that the contact with the front object cannot be avoided by either the steering or the braking until the next time it is determined that the other cannot be avoided. That is, first, when the braking avoidance flag FB is reset to “0” and it is determined that there is a possibility that the braking with respect to the contact with the front object cannot be avoided, it is necessary to determine whether the steering cannot be avoided. As the estimated time, the required time T1 is calculated from the following equation (8) based on the distance D to the front object, the relative speed Vr, and the required lateral movement time Ty.
T1 = D / Vr-Ty (8)
Conversely, when the steering flag FS = 0, that is, when it is determined that there is a possibility that the contact with the front object cannot be avoided, the required time T1 is set as an estimated time until it is determined that the next collision cannot be avoided even by braking. It is calculated from the distance D to the forward object and the relative speed Vr according to the following equation (9) based on the above equation (7).
T1 = (D + Vr · Td−Vr²/ 2a) / Vr (9)
When a braking command value for the braking device 7 is output so that the braking force F1 is achieved in accordance with the calculated required time T1, a warning command for the warning device 8 is output in the subsequent step S26, and then a predetermined main program is executed. To return.
[0030]
Further, when the result of the determination in step S24 is the steering avoidance flag FS # 1 and the braking avoidance flag FB # 1, it is determined that there is a high possibility that the vehicle will not be able to avoid the forward object in any of the steering and the braking, and will make contact. After making the determination, the process proceeds to step S27.
In this step S27, as shown by the characteristic line L2 in FIG. 8, the time-dependent change of the braking force F generated in the own vehicle is changed to the predetermined value F2 larger than the predetermined braking force F1. Until it reaches, a braking command to the braking device 7 is output so as to increase the speed at a predetermined speed. The braking force F2 is set to a value that can sufficiently decelerate the host vehicle. Next, the process shifts to step S28 to output a warning command to the warning device 8, and then returns to a predetermined main program.
[0031]
As described above, in FIG. 1, the laser radar device 1 corresponds to the object detecting device, the navigation system 2 and the white line recognition device 3 correspond to the adjacent lane detecting device, and the side monitoring device 5 corresponds to the nearby vehicle detecting device. I have. In FIG. 4, the processing of steps S2 to S17 corresponds to the steering avoidance determining means, and the processing of steps S18 to S20 corresponds to the braking avoidance determining means. Steps S2 to S4, S6, and S8 correspond to lane change determination means, of which step S2 corresponds to a first determination unit, step S3 corresponds to a second determination unit, and steps S4, S6, and S8. Corresponds to the final determination unit. Further, the processing in steps S21, S22, S24, S25 and S27 in FIG. 4 and the braking device 7 in FIG. 1 correspond to the braking control means.
[0032]
Next, the operation of the embodiment will be described.
Now, assuming that the own vehicle is in a traveling state, the controller 6 detects the presence or absence of an adjacent lane based on the traveling lane information supplied from the navigation system 2 and the white line information supplied from the white line recognition device 3. By detecting the presence / absence of a parallel running vehicle running on the side of the own vehicle by the direction monitoring device 5, the direction in which the lane can be actually changed is determined.
[0033]
At this time, the determination result A as to whether or not the lane can be changed according to the presence or absence of the adjacent lane is represented by two values of “1” indicating the possibility and “0” indicating the impossible for each of the right and left ( In step S2), the determination result B of whether or not the lane can be changed according to the presence or absence of the parallel running vehicle is also a binary value of "1" indicating the possibility for each of the right and left and "0" indicating the impossible. (Step S3). Then, it is determined that the lane can be changed only in the direction in which these determination results A and B are both "1" (steps S4, S6 and S8).
[0034]
Therefore, it is determined that it is impossible to change lanes in a direction where there is no adjacent lane, such as when traveling on a road having only one lane on one side, or when traveling on the end lane even if there are a plurality of lanes. . Even if there is an adjacent lane, it is determined that the lane cannot be changed in the direction in which the parallel running vehicle exists. As described above, when it is determined that the lane change is impossible, it is determined that the contact with the object in front cannot be avoided by steering.
[0035]
On the other hand, when it is determined that the lane can be changed to either the left or right, the lateral movement amount Y required to avoid contact with the front object is calculated. At this time, if the directions determined to be lane-changeable are on the left and right sides, the smaller of the scanning angles of the left and right edges of the front object is selected to calculate the lateral movement amount Y (step S5). When the direction in which the lane change is possible is one of the left and right, the lateral movement amount Y in that direction is calculated (step S7 or S9).
[0036]
Next, with reference to the lateral movement required time calculation control map, a required time Ty for laterally moving by Y is calculated based on the lateral movement amount Y and the vehicle speed V (step S14). Then, it is determined whether or not the relationship between the distance D and the relative speed Vr satisfies D / Vr> Ty, and it is determined whether contact with a forward object can be avoided by steering (step S15).
[0037]
Subsequently, it is determined whether or not the relationship between the distance D to the front object and the relative speed Vr satisfies the above equation (7), and it is determined whether contact with the front object can be avoided by braking (step S18). .
When it is determined that contact with the object in front can be avoided in both steering and braking, it is determined that braking of the host vehicle with respect to the object in front is unnecessary, and a braking command to the braking device 7 and a warning to the alarm device 8 are issued. The output of the warning command is controlled to a stop state (steps S22 and S23).
[0038]
From this state, if the distance D to the front object decreases or the relative speed Vr increases in the approaching direction, there is a possibility that contact with the front object can be avoided in either steering or braking. However, when it is determined that there is a possibility of contact, a braking command to generate a predetermined braking force F1 for the host vehicle in the required time T1 is output to the braking device 7 (step S25), and an alarm command is issued. Is output to the alarm device 8 (step S26). In this way, if the driver can immediately perform a steering operation in a direction in which the lane can be changed or perform a braking operation in accordance with the braking force F1 generated in the host vehicle and the warning, it is possible to avoid contact with a forward object. Then, the output of the braking command to the braking device 7 and the output of the warning command to the warning device 8 are controlled to be stopped.
[0039]
However, if it is determined that there is a high possibility that the driver cannot avoid the front object in any of the steering and the braking, and the collision is likely to occur, the braking force F to be generated in the own vehicle becomes the braking force. A braking command to the braking device 7 is output so as to increase at a predetermined speed until a braking force F2 greater than F1 is reached (step S27), and a warning command is also continuously output to the warning device 8 (step S28). Incidentally, the required time T1 for generating the braking force F1 is an estimated time from when it is determined that the contact with the object in front cannot be avoided by either the steering or the braking, and until it is determined that the other cannot be avoided by the other. When the braking force F2 is generated, the braking force F1 has already been generated. Therefore, not only can the discomfort given to the driver be reduced by generating a larger braking force F2, but also the braking is started from a state of 0 (zero) by increasing the braking force F from the already generated F1. The achievement of the braking force F2 is earlier than in the case. In this way, when the own vehicle is sufficiently decelerated by the generation of the braking force F2 on the own vehicle and the contact with the object in front can be avoided, the output of the braking command to the braking device 7 and the output of the warning command to the alarm device 8 again. It is controlled to stop.
[0040]
In the above-described embodiment, the case where the forward object is detected by the laser radar device 1 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the forward object may be detected by image processing using a CCD camera, a CMOS camera, or the like. Good.
Further, in the above-described embodiment, the case where the adjacent lane in the driving lane is detected based on the driving lane information supplied from the navigation system 2 and the white line information supplied from the white line recognition device 3 has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the presence or absence of an adjacent lane may be detected based on only the traveling lane information supplied from the navigation system 2 or based only on the white line information supplied from the white line recognition device 3.
[0041]
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which, when it is determined that contact with a forward object can be avoided in both steering and braking, the output of the braking command to the braking device 7 is simply controlled to the stopped state. However, the present invention is not limited to this. That is, if the braking force is suddenly released from the state in which the braking force is being generated, the driver will feel uncomfortable, so the braking force may be gradually reduced and released.
[0042]
Furthermore, in the above-described embodiment, a case has been described in which, when it is determined that there is a possibility of contact with an object in front, a braking force is generated in the host vehicle and a warning is simply issued, but the present invention is not limited to this. It is not done. That is, the loudness and type of the alarm sound to be notified may be changed according to the height of the possibility of contact with the forward object.
As described above, according to the embodiment, the possibility that the laser radar device 1 can detect the forward object existing on the own vehicle path and avoid contact with the detected forward object by steering, and the detected forward object When it is determined that there is a possibility that contact with the vehicle can be avoided by braking, braking control is performed by generating a braking force on the own vehicle based on the results of these two determinations. Since it is configured to determine whether the lane can be changed, for example, there is a road structure such as a guardrail or a wall, or there is a parallel running vehicle running in an adjacent lane. Even when lateral movement is not possible, an effect is obtained that appropriate braking control can be performed.
[0043]
In addition to detecting the adjacent lane in the traveling lane, detecting the parallel running vehicle running near the own vehicle, and then determining whether or not the lane can be changed according to the presence or absence of the adjacent lane. Since it is configured to determine whether the lane can be changed according to the presence or absence of the vehicle and to finally determine whether the lane can be changed based on the results of these two determinations, the actual driving environment Thus, it is possible to accurately determine the direction in which the lane can be changed in accordance with the direction.
[0044]
Further, in order to detect an adjacent lane, at least one of the navigation system 2 for detecting the number of lanes on the traveling road and the traveling lane position of the own vehicle and the white line recognition device 3 for recognizing the type of white line on the traveling road are used. This has the effect that the presence or absence of an adjacent lane can be reliably detected.
Furthermore, whether the lane can be changed in accordance with the presence or absence of the adjacent lane is represented by two values of “1” indicating the possibility or “0” indicating the possibility to the left and right, respectively. Therefore, the effect that the direction in which the lane can be changed can be clearly determined can be obtained.
[0045]
Further, it is configured that whether or not the lane can be changed according to the presence or absence of the parallel running vehicle is represented by two values of “1” indicating the possibility or “0” indicating the possibility for each of the right and left. Therefore, the effect that the direction in which the lane can be changed can be clearly determined can be obtained.
Further, when finally determining whether or not lane change is possible, the direction in which it is determined that lane change is possible based on both the determination result based on the presence or absence of an adjacent lane and the determination result based on the presence or absence of a parallel running vehicle Is finally determined to be the direction in which the lane can be changed, so that the effect that the direction in which the lane can be changed can be accurately determined according to the actual traveling environment is obtained.
[0046]
Furthermore, when judging whether or not the contact with the front object can be avoided by steering, when it is judged that the lane can be changed on both the left and right sides, the lateral movement to avoid the contact with the front object on the left and right sides Select a direction with a small amount, judge the possibility of avoiding contact with the front object by steering in the selected direction, and change lane to either left or right if possible It is determined that there is a possibility of avoiding contact with the front object by steering in the direction determined to be, and if it is determined that the lane cannot be changed to either the left or right, the contact with the front object is steered. It is configured to determine that there is no possibility of being able to avoid it, so that it is possible to accurately determine whether or not contact with a forward object can be avoided by steering according to the actual traveling environment. can get.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram when a forward object is detected by the laser radar device 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram when detecting an adjacent lane by the navigation system 2 and the white line recognition device 3;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a braking control process according to the present invention.
FIG. 5 is a lateral movement required time calculation control map.
FIG. 6 is a diagram showing a steering angle characteristic of a driver in an emergency.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a lateral force and a slip angle.
FIG. 8 is a diagram illustrating a change over time of a braking force generated in the host vehicle.
[Explanation of symbols]
1 Laser radar device
2 Navigation system
3 White line recognition device
4 Vehicle speed sensor
5 Side monitoring device
6 Controller
7 Braking device
8 Alarm device

Claims

Detects objects present in the vehicle's own course and, based on whether the vehicle can change lanes, includes the possibility of avoiding the contact with the detected object by steering, and the contact with the detected object. A braking control device for a vehicle, wherein the braking control is performed by generating a braking force on the own vehicle based on a result of the determination of the possibility of being able to be avoided by braking.

Object detection means for detecting an object present on the own vehicle path, steering avoidance determination means for determining the possibility of avoiding contact with the object detected by the object detection means by steering, and an object detected by the object detection means Braking avoidance determining means for determining a possibility that contact with the vehicle can be avoided by braking, and braking for performing braking control by generating a braking force in the own vehicle based on the determination results of the steering avoidance determining means and the braking avoidance determining means. Control means, wherein the steering avoidance determining means includes lane change determining means for determining whether or not lane change is possible.

An adjacent lane detecting means for detecting an adjacent lane in the traveling lane; and a nearby vehicle detecting means for detecting a nearby vehicle around the own vehicle, wherein the lane change determining means includes an adjacent lane detected by the adjacent lane detecting means. A first determining unit that determines whether the lane can be changed according to the presence or absence of the vehicle, and a second determination unit that determines whether the lane can be changed according to the presence or absence of the nearby vehicle detected by the nearby vehicle detection unit. 3. The system according to claim 2, further comprising: a second determination unit; and a final determination unit that finally determines whether the lane can be changed based on the determination results of the first determination unit and the second determination unit. Vehicle braking control device.

The said adjacent lane detecting means is comprised by at least one of the navigation system which detects the number of lanes of a driving road and the driving lane position of the own vehicle, and the white line recognition apparatus which recognizes the white line type of a driving road. Item 4. The vehicle brake control device according to item 3.

5. The vehicle according to claim 3, wherein the first determination unit is configured to represent whether or not lane change is possible using a binary value indicating whether the lane can be changed for each of the right and left sides. 6. Brake control device.

The said 2nd determination part is comprised so that it may represent whether the lane change is possible by the binary of possible or impossible with respect to each of right and left, The Claim 3 characterized by the above-mentioned. The vehicle brake control device according to any one of the preceding claims.

The final determination unit is configured to make a final determination that the direction determined to be lane-changeable by both the first determination unit and the second determination unit is a lane-changeable direction. The vehicle brake control device according to any one of claims 3 to 6.

The steering avoidance determining means, when the lane change determining means determines that the lane can be changed to the left and right sides, selects a direction having a small lateral movement amount to avoid contact with the object, and selects the selected direction. The possibility that contact with the object can be avoided by steering to is determined, and when the lane change determining means determines that the lane can be changed to one of the left and right, the direction in which the lane can be changed is determined. It is possible to avoid contact with the object by steering to, and when the lane change determination means determines that lane change is not possible to either the left or right, the contact with the object can be avoided by steering. The vehicle braking control device according to any one of claims 2 to 7, wherein it is configured to determine that there is no possibility.