CN108216224B - 碰撞回避辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够在对于驾驶员适当的时间点处使行进方向自动控制结束的碰撞回避辅助装置。行进方向自动控制单元在与通过行进方向自动控制而使车辆开始进行行进方向的变化的时刻即动作开始时刻相比而靠前的时刻处满足了预定的控制结束条件时，使行进方向自动控制结束，并在动作开始时刻以后且在与从由警告单元实施的警告开始时刻起经过了预定的反应所需时间的时刻即可适当驾驶操作时刻相比而靠前的时刻处满足了控制结束条件时，继续进行行进方向自动控制直至可适当驾驶操作时刻为止，并在可适当驾驶操作时刻以后满足了控制结束条件时，使行进方向自动控制结束。

Description

碰撞回避辅助装置

技术领域

本发明涉及一种对驾驶员进行辅助以回避车辆碰撞到障碍物的情况的碰撞回避辅助装置。

背景技术

一直以来，已知一种具备碰撞回避辅助装置的车辆(例如，专利文献1)。

碰撞回避辅助装置例如在通过摄像机或/和雷达传感器而检测出车辆发生碰撞的可能性较高的障碍物的情况下使蜂鸣器鸣动。

而且，例如，在尽管使蜂鸣器鸣动但驾驶员未踏下制动踏板的情况下，在碰撞回避辅助装置判断为车辆与障碍物发生碰撞的可能性较高时，碰撞回避辅助装置执行对车辆的车轮施加制动力的自动制动控制。

而且，在尽管执行了自动制动控制但碰撞回避辅助装置仍判断为车辆与障碍物发生碰撞的可能性较高时，碰撞回避辅助装置执行使车辆的转向轮的转向角发生变化以回避车辆与障碍物之间的碰撞的自动转向控制(行进方向自动控制)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-137116号公报

发明内容

如果在自动转向控制的执行过程中预定的控制结束条件成立时碰撞回避辅助装置使自动转向控制结束，则此后的转向轮的转向操作将会由驾驶员负责。

但是，当蜂鸣器鸣动时，驾驶员在经过了识别到蜂鸣器的鸣动声的步骤以及对为了回避障碍物与车辆之间的碰撞而应该执行的操作进行判断的步骤这两个步骤之后，才执行为了回避碰撞而所需的转向操作。即，存在有在蜂鸣器开始鸣动起至经过预定时间为止，驾驶员无法执行适当的转向操作的可能性。以下，将该预定时间称为“反应所需时间”。

因此，如果在该反应所需时间的期间内碰撞回避辅助装置结束自动转向控制，则可能会产生以下的问题。

即，例如，当在碰撞回避辅助装置结束了自动转向控制的时刻处车辆的行进方向相对于道路的延长方向而较大程度地倾斜的情况下，驾驶员需要立即执行适当的转向操作，以使车辆的行进方向与道路的延长方向(大致)平行。

但是，驾驶员在反应所需时间的期间内存在无法执行适当的转向操作的可能性。

因此，如果在反应所需时间的结束时刻之前碰撞回避辅助装置结束自动转向控制，则在自动转向控制的结束时刻与反应所需时间的结束时刻之间，例如车辆有可能会向相对于道路的延长方向而较大程度地倾斜的方向行驶。

本发明是为了解决上述课题而完成的发明。即，本发明的目的之一在于，提供一种能够在对于驾驶员而言适当的时间点处使行进方向自动控制结束的碰撞回避辅助装置。

为了实现上述目的，本发明具备：

障碍物检测单元(34)，其对存在于车辆(10)的前方的障碍物(80)进行检测；警告单元(20、21)，其在所述车辆与所述障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下，对所述车辆的驾驶员进行警告；自动制动控制单元(22、40)，其在所述警告单元正在执行警告动作时所述车辆与所述障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下，执行向所述车辆的车轮(16FW、16RW)施加制动力的自动制动控制；行进方向自动控制单元(18、50)，其在所述自动制动控制单元正在执行所述自动制动控制时所述车辆与所述障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下，执行使所述车辆的行进方向发生变化以回避所述车辆与所述障碍物之间的碰撞的行进方向自动控制，所述行进方向自动控制单元被构成为，在与通过所述行进方向自动控制而所述车辆开始进行行进方向的变化的时刻即动作开始时刻(t3)相比而靠前的时刻处满足了预定的控制结束条件时，使所述行进方向自动控制结束，在所述动作开始时刻(t3)以后且在与从由所述警告单元实施的警告开始时刻(t0)起经过了预定的反应所需时间(Tnr)的时刻即可适当驾驶操作时刻(t4)相比而靠前的时刻处满足了所述控制结束条件时，继续进行所述行进方向自动控制直至所述可适当驾驶操作时刻为止，在所述可适当驾驶操作时刻以后满足了所述控制结束条件时，使所述行进方向自动控制结束。

反应所需时间是指，识别到由警告单元实施的警告的开始的具有平均的驾驶能力的驾驶员开始进行适当的(为了回避与障碍物之间的碰撞而所需的)驾驶操作为止所需的时间。

在与通过行进方向自动控制而车辆开始进行行进方向的变化的时刻即动作开始时刻相比而靠前的时刻处满足了预定的控制结束条件时，本发明的行进方向自动控制单元使行进方向自动控制结束。换言之，在并未通过行进方向自动控制而使车辆的行进方向与驾驶员的意图无关地被变化时满足了预定的控制结束条件的情况下，行进方向自动控制单元立即结束行进方向自动控制。

在该情况下，由于车辆的行进方向没有与驾驶员的意图无关地发生变化，因此，从行进方向自动控制单元刚刚结束行进方向自动控制起，驾驶员就能够执行适当的驾驶操作(例如，转向操作)的可能性较高。

另外，在动作开始时刻以后且在与从由警告单元实施的警告开始时刻起经过了预定的反应所需时间的时刻即可适当驾驶操作时刻相比而靠前的时刻处满足了控制结束条件时，行进方向自动控制单元继续进行行进方向自动控制直至可适当驾驶操作时刻为止。

而且，在可适当驾驶操作时刻以后满足了控制结束条件时，行进方向自动控制单元使行进方向自动控制结束。

因此，因在与可适当驾驶操作时刻相比而靠前的时刻处驾驶员实施不适当的驾驶操作而引起车辆的行为变为不稳定的可能性较小。

而且，即使行进方向自动控制单元在可适当驾驶操作时刻以后使行进方向自动控制结束，驾驶员也能够在行进方向自动控制结束后执行适当的转向操作。

因此，本发明中的由行进方向自动控制单元实施的行进方向自动控制的结束的时间点为，对于驾驶员而言适当的时间点。

本发明的一个侧面的特征在于，所述行进方向自动控制单元为，实施对作为一部分的车轮(16FW)的转向轮的转向角进行调节的自动转向控制的自动转向控制单元。

在所述说明中，为了有助于理解本发明，对与后文所述的实施方式相对应的发明的结构中，在其实施方式中使用的名称和/或符号上添加了括号。但是，本发明的各个结构要素并不被限定于由所述符号规定的实施方式。关于本发明的其他的目的、其他的特征以及附随的优点，根据在参照以下的附图的同时所记述的本发明的实施方式的说明而容易地理解。

附图说明

图1为搭载了本发明的实施方式所涉及的碰撞回避辅助装置的车辆的俯视图。

图2为碰撞回避辅助装置的系统结构图。

图3为表示车辆的回避路径的俯视图。

图4为表示车辆行驶在行人站立的道路上时的情况的俯视图。

图5为表示警告控制、自动制动控制以及自动转向控制的动作时间点的时序图。

图6为表示警告控制、自动制动控制以及自动转向控制的动作时间点的与图5不同的时序图。

图7为表示警告控制、自动制动控制以及自动转向控制的动作时间点的与图5以及图6不同的时序图。

图8为表示辅助ECU所执行的处理的流程图。

图9为表示辅助ECU所执行的处理的流程图。

图10为表示辅助ECU所执行的处理的流程图。

图11为表示辅助ECU所执行的处理的流程图。

图12为表示辅助ECU所执行的处理的流程图。

图13为表示辅助ECU所执行的处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对搭载有本发明的实施方式所涉及的碰撞回避辅助装置的车辆(汽车)10进行说明。

如图1所示，在车辆10的车身11上，固定有由透光性材料(例如，玻璃或树脂)构成的前车窗12。

在车辆10的车内的前部处固定有前围板14。转向盘15以能够旋转的方式被支承于前围板14的右侧部上。

而且，车辆10具备左右一对前轮16FW以及左右一对后轮16RW。左右前轮16FW为转向轮。

另外，在前围板14上，设置有省略了图示的碰撞回避辅助模式选择开关。

当碰撞回避辅助模式选择开关位于开启位置时，辅助ECU30、制动ECU40、转向ECU50以及警告ECU60实施后文所述的碰撞回避辅助控制(警告控制、自动制动控制、自动转向控制)。另一方面，当碰撞回避辅助模式选择开关位于关闭位置时，辅助ECU30、制动ECU40、转向ECU50以及警告ECU60不执行撞回避辅助控制。

转向盘15和左右前轮16FW经由众所周知的电动动力转向机构而被相互连接。在图1以及图2中仅图示了电动动力转向机构的一部分结构要素。

电动动力转向机构具备沿左右方向延伸且能够在左右方向上滑动的齿条轴。在齿条轴的左右两端部上连接有左右一对转向横拉杆，左右转向横拉杆与左右行星齿轮架连接。左右行星齿轮架能够围绕主销轴而相对于车身11进行旋转。而且，左右行星齿轮架对左右前轮16FW以使之分别围绕水平轴而旋转的方式进行支承。在被形成于齿条轴上的螺栓槽上啮合有小齿轮轴。转向轴的一端(下端)经由万向联轴节而与小齿轮轴连接。而且，在转向轴的另一端(上端)上固定有转向盘15。

因此，当使转向盘15旋转时，该旋转力传递至转向轴、万向联轴节以及小齿轮轴。于是，由于与小齿轮轴啮合的齿条轴向左右方向的一个方向滑动，因此，经由转向横拉杆以及行星齿轮架而与齿条轴连结的左右前轮16FW的转向角发生变化。

而且，电动动力转向机构具备电动机18。电动机18经由减速机构而与齿条轴连结。

而且，电动动力转向机构具备转向转矩传感器19，所述转向转矩传感器19用于对构成转向轴的中间部的扭杆的转向转矩(扭转角)进行检测。

例如，当由驾驶员对转向盘15进行旋转操作从而在转向轴上产生转向转矩时，后文所述的转向ECU50根据转向转矩传感器19所检测出的转向转矩，而对目标转向辅助转矩进行运算。而且，转向ECU50对电动机18进行旋转控制，从而使电动机18输出相当于目标转向辅助转矩的旋转力。于是，电动机18所产生的转矩向齿条轴被传递，由此，执行转向辅助。

而且，如图1以及图2所示，车辆10具备蜂鸣器20、显示器21以及四个摩擦制动机构22。

蜂鸣器20能够进行鸣动。

显示器21为被固定于前围板14上的液晶显示器。

各个摩擦制动机构22分别与制动致动器23连接。制动致动器23被设置于，在制动踏板被踏下时对工作油进行加压的主气缸(省略图示)与各个摩擦制动机构22之间的液压回路上。当制动踏板被踏下时，通过主气缸而被加压的工作油从制动致动器23向摩擦制动机构22被供给，从而各个摩擦制动机构22对所对应的前轮16FW以及后轮16RW施加制动力。

而且，车辆10具备车轮速度传感器25、横摆率传感器26以及加速度传感器27。

车轮速度传感器25与各个前轮16FW以及各个后轮16RW相对应而设置。各个车轮速度传感器25分别对各个前轮16FW以及各个后轮16RW的车轮速度进行检测。

横摆率传感器26对车辆10的横摆率进行检测。

加速度传感器27对作用于车辆10的前后方向上的前后加速度以及作用于车辆10的左右方向(车宽方向)上的横向加速度进行检测。

而且，车辆10具备周围传感器28。周围传感器28包括雷达传感器29a以及摄像机29b。

被固定于车身11的前端部上的雷达传感器29a向车辆10的(至少包括前方)周围照射毫米波段的电波。当雷达传感器29a所照射的电波例如被位于车辆10的周围的反射体(例如，行人)反射时，雷达传感器29a接收该反射波。于是，雷达传感器29a所内置的运算单元根据该电波的照射时间点和接收时间点，而对反射体的有无以及车辆10与反射体之间的相对关系(车辆10与反射体之间的距离、车辆10与反射体之间的相对速度等)进行运算。

以位于前车窗12的正后方的方式被设置于车辆10的车内的摄像机29b由立体摄像机构成。

摄像机29b对位于前车窗12的前方的被拍摄体(例如，行人)进行拍摄。

摄像机29b所内置的运算单元通过利用由摄像机29b拍摄的拍摄数据的模式匹配，从而确定拍摄数据中的被拍摄体的类别。

移动物以及静止物能够成为被拍摄体。在移动物中，例如包括行人、自行车以及车辆(汽车)。在静止物中，例如包括广告牌、电线杆、树木、以及道路护栏。

如后文所述，根据基于拍摄数据而检测出的被拍摄体的位置的变化，而能够对被拍摄体是移动物还是静止物的哪一个进行辨别。

而且，摄像机29b能够对道路的左右白线(车道标记)进行拍摄(识别)。而且，摄像机29b所内置的运算单元对道路的形状以及道路与车辆10之前的位置关系进行运算。而且，摄像机29b的运算单元对道路与被拍摄体之间的位置关系进行运算。换言之，摄像机29b的运算单元对被拍摄体是否位于道路的行驶车道的左右白线之间进行识别。

在本说明书中，将以此方式通过周围传感器28而取得的信息称为物标信息。

如图2所示，本实施方式的碰撞回避辅助装置具备辅助ECU30、制动ECU40、转向ECU50以及警告ECU60。

各个ECU30、40、50、60具备微型计算机以作为主要部分，并且，经由未图示的CAN(Controller Area Network，控制器区域网路)而以能够相互发送或接收各种控制信息或要求信号的方式相连接。并且，ECU为Electric Control Unit的简称。在本说明书中，微型计算机包括CPU以及存储装置(例如，ROM(Read Only Memory，随机只读存储器)以及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器))，CPU通过执行被存储于ROM中的指令(程序)从而实现各种功能。

辅助ECU30与车轮速度传感器25、横摆率传感器26、加速度传感器27、以及周围传感器28连接。

车轮速度传感器25、横摆率传感器26、加速度传感器27以及周围传感器28以预定的周期反复向辅助ECU30发送各自的检测结果。

如后文所述，辅助ECU30根据从周围传感器28发送过来的拍摄数据，而对车辆10碰撞到作为该拍摄数据中的物标的被拍摄体(障碍物)的可能性是否较高进行判断。而且，当判断为“车辆10碰撞到被拍摄体的可能性较高”时，辅助ECU30对制动ECU40、转向ECU50以及警告ECU60进行控制。关于由辅助ECU30所实施的制动ECU40、转向ECU50以及警告ECU60的具体控制方法，将在后文所述。

制动ECU40与制动致动器23连接。

因此，制动致动器23即使在制动踏板未被踏下时，但在从制动ECU40接收到工作信号时，也向各个摩擦制动机构22供给工作油。因此，即使在该情况下，各个摩擦制动机构22也会向所对应的前轮16FW以及后轮16RW施加制动力。

转向ECU50为电动动力转向机构的控制装置，且与电动机18以及转向转矩传感器19连接。

如上文所述，在通过驾驶员而使转向盘15被进行了旋转操作时，转向ECU50通过对电动机18进行旋转控制从而执行转向辅助。

而且，在驾驶员未对转向盘15进行旋转操作但转向ECU50接收到从辅助ECU30发送的碰撞回避用的工作信号时，根据该工作信号而对电动机18进行旋转控制，从而使前轮16FW转向。

警告ECU60与蜂鸣器20以及显示器21连接。

在车辆10与被拍摄体发生碰撞的可能性较高的情况下，警告ECU60根据从辅助ECU30发送过来的工作信号而进行动作。即，警告ECU60使蜂鸣器20鸣动，从而实施对驾驶员的注意提醒，且使显示器21显示碰撞回避辅助控制的工作情况。

接下来，对辅助ECU30的功能进行说明。

当从辅助ECU30的功能方面观察时，辅助ECU30具备：车道识别部31、车辆轨道运算部32、被拍摄体轨道运算部33、障碍物判断部34、碰撞判断部35、目标减速度运算部36、回避目标轨道运算部37以及控制部38。

车道识别部31根据从周围传感器28发送过来的物标信息，而生成与车辆10所行驶的道路相关的信息。例如，车道识别部31利用以车辆10的前端中央位置为原点且从原点向左右方向以及前方扩展的二维坐标系，从而生成地面、被拍摄体以及道路的左右白线各自的坐标信息(位置信息)。由此，车道识别部31对利用左右白线而划分的车辆10的行驶车道的形状、行驶车道内的车辆10的位置以及方向、以及相对于车辆10的地面以及被拍摄体(反射体、障碍物)的相对位置进行识别。车道识别部31在每次接收从周围传感器28发送的物标信息时，更新该坐标信息。

车辆轨道运算部32根据利用由横摆率传感器26检测出的横摆率以及由车轮速度传感器25检测出的车轮速度而运算出的车速，而对车辆10的转弯半径进行运算。而且，车辆轨道运算部32根据所运算出的转弯半径，而对从当前时刻起经过预定时间的期间内的车辆10的位置变化且具有相对于车辆10的行进方向在俯视观察时正交的预定的宽度的车辆10的轨道进行运算。以下，将通过以此方式运算出的车辆10的轨道称为车辆预测轨道。

被拍摄体轨道运算部33根据基于拍摄数据而获得的被拍摄体的位置的变化信息，而对被拍摄体为移动物和静止物中的哪一个进行判断。换言之，被拍摄体轨道运算部33对被拍摄体的类别进行判断。

即，摄像机29b在通过模式匹配而确定了拍摄数据中的被拍摄体的类别时，对各个被拍摄体附加独立的ID(识别信息)。而且，被拍摄体轨道运算部33利用ID而对拍摄数据中的各个被拍摄体进行识别，且对各个被拍摄体在预定时间内是否改变了位置进行判断。例如，如果某个被拍摄体在预定时间内改变了位置，则被拍摄体轨道运算部33判断为“该被拍摄体为移动物”。另一方面，如果某个被拍摄体在预定时间内未改变位置，则被拍摄体轨道运算部33判断为“该被拍摄体为静止物”。

而且，在被拍摄体为移动物的情况下，被拍摄体轨道运算部33对被拍摄体的轨道进行运算。例如，被拍摄体的前后方向(车辆10的行驶方向)的移动速度能够根据车辆10的车速、车辆10与被拍摄体之间的相对速度而进行运算。另外，被拍摄体的左右方向的移动速度能够根据通过周围传感器28而被检测出的被拍摄体的横端位置与白线之间的距离的变化量等而进行运算。被拍摄体轨道运算部33根据该被拍摄体的前后方向以及左右方向的移动速度，而对从当前时刻起经过预定时间的期间内的被拍摄体(物标)的位置变化即被拍摄体的轨道进行运算。以下，将通过以此方式而被运算出的被拍摄体的轨道称为物标预测轨道。并且，被拍摄体轨道运算部33也可以根据所运算出的车辆10的车辆预测轨道以及通过周围传感器28而检测出的车辆10与被拍摄体之间的距离，而对物标预测轨道进行运算。

障碍物判断部34根据车辆10的车辆预测轨道、与作为移动物的被拍摄体的物标预测轨道，并在该被拍摄体维持当前的移动状态且车辆10维持当前的行驶状态(即，车辆10的速度以及转向角)的情况下，对是否存在车辆10碰撞到该被拍摄体的可能性进行判断。即，障碍物判断部34在车辆预测轨道与物标预测轨道发生干涉时，判断为存在车辆10碰撞到该被拍摄体的可能性。

另外，障碍物判断部34根据车辆10的车辆预测轨道、与作为静止物的被拍摄体的位置，并在被拍摄体维持静止状态且车辆10维持当前的行驶状态的情况下，对是否存在车辆10碰撞到该被拍摄体的可能性进行判断。即，障碍物判断部34在车辆10的车辆预测轨道与被拍摄体的位置发生干涉时，判断为存在车辆10碰撞到该被拍摄体的可能性。

障碍物判断部34在判断为存在车辆10碰撞到被拍摄体的可能性的情况下，将该被拍摄体认定为障碍物。

由障碍物判断部34实施的被拍摄体(物标)是否为障碍物的判断结果，被利用于后文所述的警告控制以及自动制动控制中。换言之，在障碍物判断部34判断为位于车辆10的前方的被拍摄体为障碍物时，执行警告控制以及自动制动控制。

碰撞判断部35根据障碍物与车辆10之间的距离L、和从周围传感器28发送过来的相对于障碍物的车辆10的相对速度Vr，并通过下式(1)而对作为直至车辆10碰撞到障碍物为止的预测时间的碰撞预测时间TTC进行运算。

TTC＝L/Vr…(1)

在该碰撞预测时间TTC为预先设定的碰撞判断用阈值时间以下的情况下，碰撞判断部35判断为，车辆10碰撞到障碍物的可能性较高。

在本实施方式中，利用了两种碰撞判断用阈值时间。即，第一碰撞判断用阈值时间TTCth1或第二碰撞判断用阈值时间TTCth2作为碰撞判断用阈值时间而被利用。与第一碰撞判断用阈值时间TTCth1相比，第二碰撞判断用阈值时间TTCth2较短。

当在障碍物判断部34判断为“位于车辆10的前方的被拍摄体(物标)为障碍物”时，碰撞预测时间TTC成为第一碰撞判断用阈值时间TTCth1以下时，碰撞判断部35判断为“车辆10与障碍物发生碰撞的可能性较高”。

于是，从辅助ECU30接收到工作信号的警告ECU60使蜂鸣器20以及显示器21以预定时间而进行工作。即，以预定时间，蜂鸣器20鸣动且显示器21显示碰撞回避辅助控制的工作情况。

另外，当障碍物判断部34判断为“位于车辆10的前方的被拍摄体(物标)为障碍物”时，目标减速度运算部36对使车辆10减速的目标减速度进行运算。

例如，在障碍物为静止物的情况下，如果将当前时刻处的车辆10的车速(＝相对速度)设为V，将车辆10的减速度设为a，将到车辆10停止为止的时间(即，到车速成为零为止的时间)设为t，则到车辆10停止为止的行驶距离X能够用下式(2)来表示。

X＝V·t+(1/2)·a·t²…(2)

另外，到车辆10停止为止的时间t能够通过下式(3)来表示。

t＝-V/a…(3)

因此，通过在式(2)中代入式(3)，从而能够通过下式(4)来表示为了在使车辆10行驶了行驶距离D时使之停止而所需的减速度a。

a＝-V²/2D…(4)

为了使车辆10在从障碍物向车辆10侧离开了距离β的位置处停止，从而只要将该行驶距离D设定为，从通过周围传感器28而检测出的距离L减去距离β的距离(L-β)即可。并且，在障碍物为移动物的情况下，减速度a只要代替车速V而利用相对速度Vr而进行计算既可。

目标减速度运算部36将以此方式运算出的减速度a设定为目标减速度。并且，在车辆10的减速度中存在极限值(例如，-1G左右)。因此，在运算出的目标减速度的绝对值大于预先设定的极限值(上限值)的情况下，目标减速度运算部36对极限值进行设定以作为目标减速度的绝对值。

而且，当在警告ECU60使蜂鸣器20以及显示器21工作之后，碰撞预测时间TTC成为第二碰撞判断用阈值时间TTCth2以下时，碰撞判断部35判断为“车辆10与障碍物发生碰撞的可能性较高”。

于是，控制部38向制动ECU40发送表示通过目标减速度运算部36而运算出的目标减速度的工作信号。于是，制动ECU40根据目标减速度而对制动致动器23进行控制。于是，从摩擦制动机构22向前轮16FW以及后轮16RW施加摩擦制动力。即，执行自动制动控制。

当障碍物判断部34判断为“位于车辆10的前方的被拍摄体(物标)为障碍物”时，回避目标轨道运算部37对车辆10为了回避与障碍物的碰撞而能够获得的回避目标轨道(回避路径)进行运算。

例如，如图3所示，回避目标轨道运算部37在假设车辆10以维持当前的行驶状态的状态下行驶的情况下对车辆10通过的路径A进行运算(确定)。即，回避目标轨道运算部37根据车辆10当前所受到的箭头标记LT方向的横向加速度Gy0而对现状路径A进行运算。而且，在当前的横向加速度Gy0上加上车辆10能够受到的横向力的最大变化量ΔGy的情况下，回避目标轨道运算部37确定被预测为车辆10通过的路径B1。该最大变化量ΔGy为，不妨碍车辆10以当前时刻的车速安全地转弯的横向力的变化量的最大值。而且，在从车辆10的当前时刻的横向加速度Gy0减去最大变化量ΔGy的情况下，回避目标轨道运算部37对被预测为车辆10通过的路径B2进行运算(确定)。

回避目标轨道运算部37在从路径B1至路径B2的范围AR内，例如从路径B1侧向B2侧依次求出在使横向加速度分别以固定量发生变化的情况下的多个路径B0。即，回避目标轨道运算部37通过从与路径B1相对应的横向加速度中以固定量而逐次减去横向加速度的变化量，从而从路径B1侧向路径B2侧依次对多个路径B0进行运算。

而且，回避目标轨道运算部37将从路径B1、路径B2以及各个路径B0中的、到障碍物为止的车辆10所行驶的道路的宽度方向上的距离大于预定的限制值Vl的路径确定为，作为车辆10应该行进的回避路径的选择回避路径。例如，最初对路径B1与障碍物之间的距离与限制值Vl进行比较，在判断为该距离大于限制值Vl时，回避目标轨道运算部37将路径B1确定为选择回避路径。

另外，该选择回避路径被设定为，未使车辆10从行驶过程中的行驶车道脱离且确认了形成有地面的范围内。

回避目标轨道运算部37在确定了选择回避路径时，对用于使车辆10沿着选择回避路径而行驶的目标横摆率进行运算。

另外，碰撞判断部35对“根据当前时刻处的实际的减速度a以及车速V而计算出的行驶距离X是否大于从当前时刻处的从车辆10至障碍物为止的距离L0减去β而得到的值(L0-β)”进行判断。而且，当行驶距离X大于该值(L0-β)时，碰撞判断部35判断为“车辆10与障碍物发生碰撞的可能性较高”。

于是，控制部38根据通过回避目标轨道运算部37而运算出的目标横摆率和车辆10的车速，而对能够获得目标横摆率的目标转向角进行运算。而且，控制部38将表示该目标转向角的工作信号向转向ECU50发送。于是，转向ECU50根据目标转向角而对电动机18进行驱动，从而使各个前轮16FW以及各个后轮16RW转向。即，控制部38执行用于使车辆10沿着选择回避路径而行驶的自动转向控制。

在本实施方式中，由制动ECU40实施的自动制动控制以及由转向ECU50实施的自动转向控制，原则上在碰撞判断部35判断为“满足了预定的控制结束条件”时同时结束。在该情况下，控制部38向制动ECU40以及转向ECU50发送停止信号。

但是，如后文所述，在预定的条件下，即使在碰撞判断部35判断为“满足了预定的控制结束条件”的情况下，由制动ECU40实施的自动制动控制以及由转向ECU50实施的自动转向控制也不结束而是继续进行。

如果车辆10的车速为零，则即使驾驶员不对转向盘15进行转向，车辆10也不会从行驶中的行驶车道向相邻的行驶车道脱离。因此，在本实施方式中，在车辆10的车速成为零时满足了控制结束条件。

而且，如果车辆10的行进方向与行驶中的行驶车道的白线平行，则即使驾驶员不对转向盘15进行转向，车辆10也不会从行驶车道向相邻的行驶车道脱离。

另外，如果与车辆10行驶中的行驶车道的左右白线中的一侧的白线与车辆10之间的行驶车道的宽度方向距离相比另一侧的白线与车辆10之间的该宽度方向距离较短且车辆10以相对于一侧的白线而接近的同时相对于另一侧的白线而成为非平行的方式行进，则即使驾驶员不对转向盘15进行转向，车辆10也不会通过另一方的白线而从行驶中的行驶车道向相邻的行驶车道脱离。

因此，在本实施方式中，当车道识别部31判断为“车辆10的行进方向与白线平行”时、或者、“与车辆10行驶中的行驶车道的左右白线中的一侧的白线与车辆10之间的行驶车道的宽度方向距离相比另一侧的白线与车辆10之间的该宽度方向距离较短且车辆10以相对于一侧的白线而接近的同时相对于另一侧的白线而成为非平行的方式行进”时，满足了控制结束条件。

接下来，对车辆10在图4所示的道路70上行驶的情况进行说明。

该道路70为单向一车道的道路。即，道路70具有行驶车道71以及行驶车道72。车辆10在行驶车道71上向与道路70的延长方向平行的箭头标记A方向行驶。另一方面，除车辆10以外的省略了图示的车辆在行驶车道72上向箭头标记B方向行驶。在行驶车道71与行驶车道72之间，画有用于划分两者的白线73(中央分离线)。在行驶车道71的与白线73相反侧的侧边缘部处画有白线74，另一方面，在行驶车道72的与白线73相反侧的侧边缘部处画有白线75。白线73、74、75相互平行。

行人80位于行驶车道71上。

当车辆10的前端部到达a点时，碰撞判断部35判断为“碰撞预测时间TTC在第一碰撞判断用阈值时间TTCth1以下”。换言之，碰撞判断部35判断为“车辆10与行人80发生碰撞的可能性较高”。

于是，警告ECU60根据来自辅助ECU30的工作信号，而使蜂鸣器20鸣动，且使显示器21显示碰撞回避辅助控制的工作情况。如图4以及图5所示，此时的时刻为时刻t0。

而且，当车辆10的前端部到达b点时，碰撞判断部35判断为“碰撞预测时间TTC在第二碰撞判断用阈值时间TTCth2以下”。换言之，碰撞判断部35判断为“车辆10与行人80发生碰撞的可能性较高”。

于是，制动ECU40开始实施自动制动控制。如图4以及图5所示，此时的时刻为时刻t1。

而且，当车辆10的前端部到达c点时，碰撞判断部35判断为“行驶距离X大于值(L0-β)”。换言之，碰撞判断部35判断为“车辆10与行人80发生碰撞的可能性较高”。

于是，转向ECU50开始实施自动转向控制。如图4以及图5所示，此时的时刻为时刻t2。

但是，在转向ECU50向电动机18发送工作信号之后经过了微小时间时，电动机18开始旋转。而且，在与电动机18连结的上述减速机构中存在“游隙”。因此，在车辆10的前端部位于与c2点相比靠c点侧时，各个前轮16FW以及各个后轮16RW的转向角不会发生变化。即，各个前轮16FW以及各个后轮16RW的转向角实际上在车辆10的前端部到达了c2点时开始变化。换言之，各个前轮16FW以及各个后轮16RW的转向角在从由转向ECU50实施的自动转向控制的开始时刻(时刻t2)起经过了预定的延迟时间Td的时刻t3处开始发生变化。而且，车辆10在时刻t3处，将行进方向变更为沿着选择回避路径的箭头标记A1方向，从而回避与行人80之间的碰撞。

并且，延迟时间Td为车辆10固有的值，例如为0.1至0.5秒。延迟时间Td被记录于转向ECU50的存储器中。

在时刻t0上加上反应所需时间Tnr而得到的时刻为时刻t4，在时刻t4，车辆10的前端部到达e点。

如上所述，反应所需时间Tnr为，识别到蜂鸣器20的鸣动开始的具有平均的驾驶能力的驾驶员至其开始进行适当的(为了回避与行人80之间的碰撞而所需的)驾驶操作为止所需的时间(例如，3.0秒)。并且，在转向ECU50的存储器中记录有反应所需时间Tnr。

而且，时刻t4为可适当驾驶操作时刻。

例如，当在车辆10的前端部在晚于时刻t4的时刻t5到达了d点时，通过车辆10的车速成为零而碰撞判断部35判断为“满足了控制结束条件”的情况下，如图5所示，转向ECU50在时刻t5处立即结束自动转向控制且制动ECU40立即结束自动制动控制。

在车辆10的前端部到达d点之前，反应所需时间Tnr结束。

因此，如果至反应所需时间Tnr结束为止(即，至时刻t4为止)转向ECU50继续进行自动转向控制且制动ECU40继续进行自动制动控制，则即使在时刻t5处转向ECU50结束自动转向控制且制动ECU40结束自动制动控制，驾驶员在之后也能够执行适当的驾驶操作(例如，转向操作以及制动操作)。即，例如，在时刻t5以后驾驶员不适当地对转向盘15进行了转向操作从而其结果使得车辆10进入行驶车道72的可能性较小。换言之，在该情况下，驾驶员能够适当地对转向盘15进行转向操作，从而使车辆10再次向箭头标记A方向行驶。

另外，当在晚于时刻t3且早于时刻t4的时刻t3a处车辆10的前端部到达了与e点相比位于靠c点侧且与c2点相比位于靠e点侧的f点时，碰撞判断部35判断为“满足了控制结束条件”的情况下，如图6所示，自动转向控制以及自动制动控制继续进行直到到达时刻t4为止。而且，当车辆10的前端部到达了e点时，转向ECU50结束自动转向控制且制动ECU40结束自动制动控制。换言之，当反应所需时间Tnr结束时，自动转向控制以及自动制动控制结束。

因此，在时刻t3与反应所需时间Tnr的结束时刻(时刻t4)之间车辆10的行为变得不稳定的可能性较小。

而且，该情况下的时刻t4处的车辆10的车速，与在时刻t3a处自动制动控制结束的情况下的时刻t4处的车辆10的车速相比而较慢(但是，在任意一种情况下，均设为在时刻t4处车辆10进行行驶)。换言之，在时刻t3a处结束了自动制动控制时的时刻t4处的车辆10的车速，与在时刻t4处结束了自动制动控制时的时刻t4处的车辆10的车速相比而较快。

因此，在时刻t3a处结束了自动制动控制的情况下，例如在时刻t4处驾驶员将转向盘15向顺时针方向转向操作时，如图4的假想线的箭头标记A2所示，车辆10有可能穿过白线73而进入行驶车道72。

对此，如本实施方式那样在时刻t4处结束了自动制动控制的情况下，在时刻t4处车辆10的车速变得足够慢。因此，例如即使在时刻t4以后驾驶员将转向盘15向顺时针方向稍微略多地进行了转向，车辆10穿过白线73而进入行驶车道72的可能性也较小。

另外，例如，当在车辆10的前端部在早于时刻t3且晚于时刻t2的时刻t2a处位于c点与c2点之间的c1点时，碰撞判断部35判断为“满足了控制结束条件”的情况下，如图7所示，转向ECU50立即结束自动转向控制且制动ECU40立即结束自动制动控制。换言之，当在通过由转向ECU50实施的自动转向控制而使车辆10的行进方向与驾驶员的意图无关地发生变化之前，碰撞判断部35判断为“满足了控制结束条件”时，转向ECU50立即结束自动转向控制且制动ECU40立即结束自动制动控制。

在该情况下，由于并未通过自动转向控制而使车辆10的行进方向与驾驶员的意图无关地发生变化，因此，从自动转向控制以及自动制动控制刚刚结束之后起，驾驶员就能够执行适当的驾驶操作。

接下来，利用图8至图13的流程图，而对辅助ECU30、制动ECU40、转向ECU50以及警告ECU60所实施的具体的处理进行说明。

当通过省略了图示的点火钥匙的操作，从而使车辆10的点火开关的位置从关闭位置切换为开启位置时，辅助ECU30每经过预定时间时而重复执行图8的流程图所示的程序。

首先，在步骤801中，辅助ECU30对碰撞回避辅助模式选择开关是否位于开启位置进行判断。

在步骤801中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤802，障碍物判断部34对在车辆10的前方是否存在障碍物进行判断。

在步骤802中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤803，碰撞判断部35将警告标记设定为“1”。

并且，警告标记的初始值为“0”。

当在步骤801或者802中判断为“否”时，辅助ECU30进入步骤804，碰撞判断部35将警告标记设定为“0”。

结束了步骤803或者804的处理的辅助ECU30临时结束本程序的处理。

当点火开关的位置从关闭位置切换为开启位置时，辅助ECU30在每经过预定时间时反复执行图9的流程图所示的程序。

步骤901以及902的处理分别与步骤801以及802相同。

在步骤902中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤903，碰撞判断部35将自动制动标记设定为“1”。并且，自动制动标记的初始值为“0”。

结束了步骤903的处理的辅助ECU30进入步骤904，目标减速度运算部36对目标减速度进行设定。

当在步骤901或者902中判断为“否”时，辅助ECU30进入步骤905，碰撞判断部35将自动制动标记设定为“0”。

结束了步骤904或者905的处理的辅助ECU30暂时结束本程序的处理。

当点火开关的位置从关闭位置切换为开启位置时，辅助ECU30每经过预定时间而重复执行图10的流程图所示的程序。

步骤1001以及1002的处理分别与步骤801以及802相同。

在步骤1002中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1003，碰撞判断部35将自动转向标记设定为“1”。并且，自动转向标记的初始值为“0”。

结束了步骤1003的处理的辅助ECU30进入步骤1004，回避目标轨道运算部37对选择回避路径进行运算(确定)。

当在步骤1001或者1002中判断为“否”时，辅助ECU30进入步骤1005，碰撞判断部35将自动转向标记设定为“0”。

结束了步骤1004或者1005的处理的辅助ECU30暂时结束本程序的处理。

当点火开关的位置从关闭位置切换为开启位置时，辅助ECU30每经过预定时间而重复执行图11的流程图所示的程序。

辅助ECU30在步骤1101中对警告标记是否为“1”进行判断。

在步骤1101中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1102，碰撞判断部35对碰撞预测时间TTC是否在第一碰撞判断用阈值时间TTCth1以下进行判断。

在步骤1102中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1103，并向警告ECU60发送工作信号。于是，警告ECU60使蜂鸣器20以及显示器21工作。

结束了步骤1103的处理的辅助ECU30进入步骤1104，对在蜂鸣器20以及显示器21开始工作之后是否经过了预定时间进行判断。

在步骤1104中判断为“否”的辅助ECU30重复进行步骤1104的处理。

另一方面，在步骤1104中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1105，并向警告ECU60发送停止信号。于是，警告ECU60使蜂鸣器20以及显示器21停止。

结束了步骤1105的处理的辅助ECU30进入步骤1106，碰撞判断部35将警告标记设定为“0”。

在步骤1101或者1102中判断为“否”时，辅助ECU30暂时结束本程序的处理。

当点火开关的位置从关闭位置切换为开启位置时，辅助ECU30每经过预定时间而重复执行图12的流程图所实施的程序。

辅助ECU30在步骤1201中对自动制动标记是否为“1”进行判断。

在步骤1201中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1202，碰撞判断部35对碰撞预测时间TTC是否在第二碰撞判断用阈值时间TTCth2以下进行判断。

在步骤1202中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1203，并向制动ECU40发送工作信号。于是，制动ECU40在利用在步骤904中求出的目标减速度的同时开始自动制动控制。

结束了步骤1203的处理的辅助ECU30进入步骤1204，碰撞判断部35对是否满足控制结束条件进行判断。

在步骤1204中判断为“否”的辅助ECU30重复进行步骤1204的处理。

另一方面，在步骤1204中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1205，碰撞判断部35对在开始自动转向控制之后是否经过了延迟时间Td进行判断。

并且，在当前时刻还未开始自动转向控制的情况下，辅助ECU30在步骤1205中判断为“否”。

在步骤1205中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1206，碰撞判断部35对是否经过了反应所需时间Tnr进行判断。

在步骤1206中判断为“否”的辅助ECU30重复进行步骤1206的处理。

另一方面，当碰撞判断部35在步骤1205中判断为“否”时，或者在步骤1206中判断为“是”时，制动ECU40需要立即结束自动制动控制。

因此，在该情况下，辅助ECU30进入步骤1207，控制部38向制动ECU40发送停止信号。

结束了步骤1207的处理的辅助ECU30进入步骤1208，碰撞判断部35将自动制动标记设定为“0”。

当在步骤1201或1202中判断为“否”时，或者在结束了步骤1208的处理时，辅助ECU30暂时结束本程序的处理。

当点火开关的位置从关闭位置切换为开启位置时，辅助ECU30每经过预定时间而重复执行图13的流程图所示的程序。

辅助ECU30在步骤1301中对自动转向标记是否为“1”进行判断。

在步骤1301中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1302，对行驶距离X是否大于值(L0-β)进行判断。

在步骤1302中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1303，并向转向ECU50发送工作信号。于是，转向ECU50以使车辆10沿着在步骤1004中运算出的选择回避路径而行驶的方式使电动机18工作。即，转向ECU50开始自动转向控制。

步骤1304、1305以及1306的控制内容分别与步骤1204、1205、以及1206相同。

在步骤1306中判断为“是”的辅助ECU30进入步骤1307，控制部38向转向ECU50发送停止信号。

结束了步骤1307的处理的辅助ECU30进入步骤1308，碰撞判断部35将自动转向标记设定为“0”。

当在步骤1301或1302中判断为“否”时，或者在结束了步骤1308的处理时，辅助ECU30临时结束本程序的处理。

以上，对本实施方式所涉及的碰撞回避辅助装置进行了说明，但本发明并未被限定于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的，则能够进行各种各样的变更。

例如，也可以使制动ECU40执行相当于自动转向控制的“左右制动平衡调节控制”。

该“左右制动平衡调节控制”为，通过使从摩擦制动机构22向左侧的前轮16FW以及后轮16RW施加的制动力的大小、和从摩擦制动机构22向右侧的前轮16FW以及后轮16RW施加的制动力的大小产生差，从而对车辆10的行进方向进行调节的众所周知的控制。

自动转向控制以及左右制动平衡调节控制均为行进方向自动控制的一个示例。

并且，也可以采用如下的方式，即，当在实施了行进方向自动控制的情况下驾驶员对转向盘15进行了旋转操作时，转向ECU50(或者制动ECU40)立即结束行进方向自动控制，且执行与驾驶员的转向操作相对应的转向控制(或者左右制动平衡调节控制)。

也可以使自动制动控制的结束时刻和行进方向自动控制的结束时刻互不相同。

代替将延迟时间Td记录于转向ECU50的存储器中的方式，例如也可以采用如下的方式，即，碰撞判断部35根据对电动机18的旋转角进行检测的传感器的输出，而检测出延迟时间Td结束的情况。

周围传感器28无需具备雷达传感器29a以及摄像机29b。例如，也可以通过雷达传感器29a和单眼摄像机来构成周围传感器28。

关于表示车辆10的行驶的道路(行驶车道)的形状以及道路与车辆10之前的位置关系的信息，也可以利用导航系统的信息。

警告单元也可以仅具备蜂鸣器20以及显示器21中的一方。

符号说明

10…车辆；16FW…前轮；18…电动机；20…蜂鸣器；21…显示器；22…摩擦制动机构；28…周围传感器；29a…雷达传感器；29b…摄像机；30…辅助ECU；31…车道识别部；32…车辆轨道运算部；33…被拍摄体轨道运算部；34…障碍物判断部；35…碰撞判断部；36…目标减速度运算部；37…回避目标轨道运算部；38…控制部；40…制动ECU；50…转向ECU；60…警报ECU。

Claims (2)

1.一种碰撞回避辅助装置，具备：

障碍物检测单元，其对存在于车辆的前方的障碍物进行检测；

警告单元，其在所述车辆与所述障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下，对所述车辆的驾驶员实施警告；

自动制动控制单元，其在所述警告单元正在执行警告动作时所述车辆与所述障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下，执行向所述车辆的车轮施加制动力的自动制动控制；

行进方向自动控制单元，其在所述自动制动控制单元正在执行所述自动制动控制时所述车辆与所述障碍物发生碰撞的可能性较高的情况下，执行使所述车辆的行进方向发生变化以回避所述车辆与所述障碍物的碰撞的行进方向自动控制，

所述行进方向自动控制单元被构成为，

在与通过所述行进方向自动控制而使所述车辆开始进行行进方向的变化的时刻即动作开始时刻相比而靠前的时刻处满足了预定的控制结束条件时，使所述行进方向自动控制结束，

在所述动作开始时刻以后且在与从由所述警告单元实施的警告开始时刻起经过了预定的反应所需时间的时刻即可适当驾驶操作时刻相比而靠前的时刻处满足了所述控制结束条件时，继续进行所述行进方向自动控制直至所述可适当驾驶操作时刻为止，

在所述可适当驾驶操作时刻以后满足了所述控制结束条件时，使所述行进方向自动控制结束。

2.如权利要求1所述的碰撞回避辅助装置，其中，

所述行进方向自动控制单元为，执行对作为一部分的所述车轮的转向轮的转向角进行调节的自动转向控制的自动转向控制单元。

Images