JP2006256494A - 車両用走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライバの意思に合せて、走行支援制御を開始できる車両用走行支援装置を提供する。
【解決手段】 開始しきい値調整装置１１を備えることで、走行支援制御が開始するか否かを決定する開始しきい値をドライバが任意に調整できるようする。このように、開始しきい値を調整できるようにすることで、ドライバの意思に応じた開始しきい値とすることができ、ドライバの意志に合った安全マージンとすることができる。すなわち、もっと車両走行速度を速くしたいのに速くできなかったり、逆にもっと安全性を確保したいのに車両走行速度が速くなり過ぎたりと、ドライバの要求を満たさないものとなることを防止することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両が障害物と接触することを避けられるように走行支援制御を行う車両用走行支援装置に関するものである。

従来、車両用走行支援装置として特許文献１に提案されているものがある。この車両用走行支援装置では、カメラなどにより自車両の進行方向の物体を検出し、その検出された物体が自車両と衝突する可能性があるか否かを予測し、その物体が自車両と衝突する可能性があると予測した場合に、走行支援制御を行うようにしている。
特開２００４−１１０３９４号公報

走行支援制御を行うことにより、車両走行の安全性を向上させることが可能となるが、安全マージンを大きく取れば取る程、安全ではあるものの車両走行速度が遅くされる傾向となり、安全マージンを小さく取れば取る程、車両走行速度を速くできるものの安全性が損なわれることになる。このような安全マージンは、従来は、走行支援制御の開始しきい値がソフト的に決められた１つの値とされていたため、走行支援制御の仕様から一義的に決まっていた。すなわち、自車両が障害物と衝突する可能性があるなどの危険が存在する際に、その危険の軽重に応じて障害物を回避可能なタイミングで、ドライバへの注意の喚起するための警報を行ったり、車両に制動力を付与したり等の措置が取られるようになっているが、そのタイミングがドライバの意思とは無関係に設定されていた。

しかしながら、安全マージンは各ドライバによってまちまちであり、走行支援制御の開始しきい値がドライバの好みに合わなかった場合、もっと車両走行速度を速くしたいのに速くできなかったり、逆にもっと安全性を確保したいのに車両走行速度が速くなり過ぎたりと、ドライバの要求を満たさないものとなってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、ドライバの意思に合せて、走行支援制御を開始できる車両用走行支援装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、自車両の進行方向に存在する障害物を検出する障害物検出手段（１１０）と、障害物検出手段によって検出された障害物に自車両が接触する可能性があるか否かを判定する接触判定手段（１１０）と、接触判定手段によって自車両が障害物に接触する可能性があると判定された場合において、自車両が障害物に接触するまでの時間、自車両と障害物との距離、相対速度および相対加速度の少なくとも１つを開始しきい値と比較し、走行支援制御を実行するか否かを判定する走行支援制御実行判定手段（１２０）と、走行支援制御実行判定手段での判定結果に基づいて走行支援制御を実行する走行支援制御手段（１３０）とを有し、さらに、手動により開始しきい値の設定を行う開始しきい値調整装置（１１）からの電気信号を受け取り、該電気信号に基づいて開始しきい値の調整を行う開始しきい値調整手段（１００）を有していることを特徴としている。

このように、開始しきい値調整装置を介してドライバが手動で開始しきい値の設定を行った場合に、これに応じて開始しきい値調整手段にて、開始しきい値を調整できるようにしている。つまり、走行支援制御が開始するか否かを決定する開始しきい値をドライバが任意に調整できるようにしている。これにより、ドライバの意思に応じた開始しきい値とすることができ、ドライバの意志に合った安全マージンとすることができる。

この場合、請求項２に示されるように、自車両が障害物に接触するまでの時間、自車両と障害物との距離、相対速度および相対加速度のいずれか複数に対して開始しきい値を備えることもできる。例えば、これら複数の関係のマップを作成しておき、そのマップを利用して開始しきい値を設定することができる。

請求項３に記載の発明では、開始しきい値調整装置にて、開始しきい値を複数段階にレベル設定でき、開始しきい値調整手段にて、電気信号から開始しきい値調整装置で複数段階のいずれのレベルが設定されているかを確認し、確認されたレベルに開始しきい値を調整することを特徴としている。このように、開始しきい値を複数段階でレベル設定することができる。

請求項４に記載の発明では、開始しきい値調整装置にて、開始しきい値を無段階にレベル設定でき、開始しきい値調整手段にて、電気信号から開始しきい値調整装置で設定されたレベルを確認し、確認されたレベルに開始しきい値を調整することを特徴としている。このように、開始しきい値を無段階でレベル設定することもできる。

このような開始しきい値の設定を行う開始しきい値調整装置として、例えば、請求項５に示されるように、スイッチ、ボリューム、タッチパネルのうちのいずれか１つを採用することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用した車両用走行支援装置のブロック構成を図１に示す。この図に示される車両用走行支援装置は、例えば自動運転可能な車両に搭載される。以下、図１に基づいて、車両用走行支援装置の構成について説明する。

図１に示されるように、車両用走行支援装置は、自車両の周辺環境や自車両の状況を検出するための手段として車速センサ１、ミリ波レーダ２、ＣＣＤカメラ３、ヨーレートセンサ４および舵角センサ５を備えていると共に、検出された自車両の周辺環境や自車両の状況に基づいて車両支援制御に関わる各種演算などを実行する制御ＥＣＵ６、さらには、制御ＥＣＵ６からの制御信号に基づいて実際に車両支援制御を実行する手段となる操舵制御装置７、駆動力制御装置８、警報装置９および制動力制御装置１０を備えて構成されている。

車速センサ１は、車両用走行支援装置が取り付けられた車両の速度に応じた出力信号を出力するものである。ここでは、車速センサを例に挙げているが、これに代えて、近年、車両に一般的に取り付けられるようになりつつある車輪速度センサを用いることも可能である。この場合、車輪速度センサから車輪速度に応じた検出信号が出力されるため、その検出信号に基づいて制御ＥＣＵ６にて車速を求めるようにしても良し、ブレーキＥＣＵなど他のＥＣＵにおいて車輪速度センサの検出信号から車速が求められている場合には、その車速に関する信号をブレーキＥＣＵから受け取るようにしても良い。

ミリ波レーダ２は、例えば、車両の前方や車両の近傍の様子を検出するためのものであり、例えば、歩行者や車両進行方向に存在する障害物となる他車両と自車両との距離や相対速度などを検出するようになっている。具体的には、周波数変調されたレーダ波を送受信することにより、対象物との相対距離や相対速度に関する情報を取り出すことで、他車両と自車両との関係を検出するようになっている。このミリ波レーダ２の検出信号、すなわち障害物と自車両との距離や相対速度を示す電気信号が制御ＥＣＵ６に出力されるようになっている。

ＣＣＤカメラ３は、例えば、車両の前方等の様子を二眼画像として捉えることができる装置である。このＣＣＤカメラ３が撮影した映像の画像データに基づいて、例えば、自車両周辺の障害物となる他車両を解析することできる。このようなＣＣＤカメラ３における画像データもしくは画像データを解析した後の障害物となる他車両に関する情報が電気信号として制御ＥＣＵ６に出力されるようになっている。

ヨーレートセンサ４は、車両に発生しているヨーレート（ヨー角速度）に応じた検出信号を出力するものである。このヨーレートセンサ４からの検出信号が制御ＥＣＵ６に入力され、制御ＥＣＵ６でヨーレートを検出できるようになっている。

舵角センサ５は、ドライバによるステアリング操作量に応じた信号を検出信号として出力するものである。この舵角センサ５の検出信号に基づいて、車両の旋回状態を求めることが可能となる。

制御ＥＣＵ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを有する周知のマイクロコンピュータによって構成されているもので、ＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって、車両走行支援制御処理を実行するものである。

具体的には、制御ＥＣＵ６は、車速センサ１、ミリ波レーダ２、ＣＣＤカメラ３、ヨーレートセンサ４および舵角センサ５からの検出信号等の各種電気信号を受け取り、車速、自車両の周辺に存在する障害物となる他車両、ヨーレート、舵角などを求め、この求められた結果に基づいて障害物との接触の可能性、具体的には何秒後に障害物と接触する可能性があるかを求める。そして、制御ＥＣＵ６は、その可能性を所定の開始しきい値と比較することで走行支援制御を実行するべきか否かを決定し、走行支援制御を実行するべきと判定した場合に走行支援制御を実行すべく、走行支援制御の形態に応じて操舵制御装置７、駆動力制御装置８、警報装置９および制動力制御装置１０に対して制御信号を出力するようになっている。

操舵制御装置７は、制御ＥＣＵ６からの制御信号に基づいて操舵角の制御を行うものである。具体的には、操舵制御装置７は、操舵角を自動調整するアクチュエータおよびそのアクチュエータを駆動するＥＣＵ等によって構成され、ドライバがステアリング操作をしていなくても、制御ＥＣＵ６からの制御信号に示された操舵角への調整を行うことができるようになっている。

駆動力制御装置８は、制御ＥＣＵ６からの制御信号に基づいて駆動力の制御を行うものである。具体的には、駆動力制御装置８は、エンジンのスロットルバルブの調整や燃料噴射量の調整、さらには、トランスミッションにおけるギア位置の調整などを行う各種アクチュエータおよびそれらのアクチュエータを駆動するＥＣＵ等によって構成され、制御ＥＣＵ６からの制御信号に示された駆動力となるように各種アクチュエータの駆動を行うことができるようになっている。

警報装置９は、例えば警報ランプや警報音発生部もしくは警報表示部によって構成される。警報ランプは、例えば、車室内におけるインストルメントパネルに設けられた警告用の表示ランプであり、視覚を通じてドライバに対して危険性があることを警報するものである。例えば、上述した制御ＥＣＵ６から警報を行うことを示す電気信号が入力されると、警報ランプが点灯して、危険性があることをドライバに対して警告するようになっている。

警告音発生部は、例えば、車室内に設置された警報用のブザーやオーディオ装置もしくはナビゲーション装置に装備されたスピーカなどの音声発生装置によって構成され、聴覚を通じてドライバに対して衝突危険性があることを警告するものである。例えば、上述した警報を行うことを示す電気信号が入力されると、警報音発生部から音声が出力されることで、衝突危険性があることをドライバに対して警告するようになっている。具体的には、警報音発生部がスピーカによって構成される場合には、衝突危険性に応じた内容のコメントが音声で出力される。

制動力制御装置１０は、制御ＥＣＵ６からの制御信号に基づいて制動力の制御を行うものである。具体的には、制動力制御装置１０は、ブレーキ液圧制御用アクチュエータやホイールシリンダ、ホイールシリンダ加圧によって制動力を発生させるディスクブレーキ、およびブレーキ液圧制御用アクチュエータを駆動するブレーキＥＣＵ等によって構成され、制御ＥＣＵ６からの制御信号に示された制動力となるようにブレーキ液圧制御用アクチュエータの駆動を行うことができるようになっている。

さらに、本実施形態の車両用走行支援装置においては、走行支援制御の開始しきい値の調整を行う開始しきい値調整装置１１も備えられている。

開始しきい値調整装置１１は、自車両のドライバ等によって使用されるものである。図２は、この開始しきい値調整装置１１の一例を示した正面図である。この図に示されるように、例えば、開始しきい値調整装置１１は、調整ツマミ１１ａを有して構成され、調整ツマミ１１ａの周囲に付された開始しきい値のレベルに調整ツマミ１１ａの角度をあわせることにより、所望のレベルとなるように開始しきい値のレベルを変化させることが可能となっている。この開始しきい値調整装置１１で設定された開始しきい値のレベルは、それを示す電気信号として制御ＥＣＵ６に出力されるようになっており、制御ＥＣＵ６は、その電気信号に基づいて走行支援制御の開始しきい値を調整するようになっている。

例えば、開始しきい値調整装置１１で設定される開始しきい値のレベルは、図２に示されるレベルを示す数値通り、１秒から７秒まで設定されており、調整ツマミ１１ａが示すレベルと走行支援制御の開始しきい値との関係が図３に示される関係となっている。このため、自車両が障害物に衝突する可能性が求められた場合に、その可能性がある秒数が開始しきい値調整装置１１で設定されたレベル以下となった場合に、制御ＥＣＵ６で走行支援制御が為されるようになっている。

続いて、上記のように構成される車両用走行支援装置の作動について説明する。図４は、本実施形態の車両用走行支援装置の制御ＥＣＵ６で実行される走行支援制御処理のフローチャートを示したものである。本図中に示したステップが、各種処理を実行する手段に対応する。この走行支援制御処理は所定の演算周期ごとに実行され、例えば図示しないイグニッションスイッチがオンされたときもしくは車両走行中に実行される。

まず、ステップ１００では、開始しきい値調整装置１１の設定値確認が行われる。制御ＥＣＵ６のうち、この処理を実行する部分が開始しきい値調整手段に相当する。これは、開始しきい値調整装置１１からの電気信号に基づいて判別され、この処理により、開始しきい値調整装置１１で設定された開始しきい値のレベルが確認される。これにより、走行支援制御が行われるタイミング、つまり自車両が障害物に接触する可能性が何秒となったときに走行支援制御が開始されるかが決まる。

続く、ステップ１１０では、障害物との接触の可能性推定処理が行われる。制御ＥＣＵ６のうち、この処理を実行する部分が障害物検出手段、接触判定手段に相当する。この処理は、自車両が何秒後に障害物と接触する可能性があるかを求めるものであり、例えば、ＣＣＤカメラ３の画像データを元に求めたれた障害物までの距離と自車両の車速から求められたり、ミリ波レーダ２の検出信号に示される自車両と障害物との距離および相対速度から求められる。

その後、ステップ１２０に進み、ステップ１１０で求められた障害物と接触する可能性がある時間がステップ１００で確認された走行支援制御の開始しきい値以下になっているか否かが判定される。

図５は、走行支援制御を開始するか否かをイメージを図式化した模式図である。図５に示されるように、自車両２０の前方に先行車両２１が存在したとすると、自車両２０と先行車両２１との距離および相対速度から、自車両２０と先行車両２１とが接触する可能性があるのが何秒後であるかが求められる。そして、ステップ１００で確認された開始しきい値が３秒であったとした場合に、図５（ａ）に示されるように自車両２０が先行車両２１に５秒後に衝突するという結果が得られたときには、ステップ１２０で否定判定されるため走行支援制御が実行されず、その２秒後に、図５（ｂ）に示されるように自車両２０が先行車両２１に３秒後に衝突するという結果が得られたときに、ステップ１２０で肯定判定されて走行支援制御が実行される。

このように、ステップ１２０で否定判定されると、走行支援制御を実行する必要がないものとして、そのままステップ１００に戻り、肯定判定されると、走行支援制御を実行する必要があるものとして、ステップ１３０に進んで走行支援制御が実行される。

走行支援制御は、自車両と他車両との衝突を回避すべく、自車両を他車両との衝突可能性が無い場所に誘導するものである。制御ＥＣＵ６のうち、この走行支援制御を実行する部分が走行支援制御手段に相当する。例えば、操舵制御装置７による操舵角の制御によって自車両の進路方向を変更することで他車両から自車両を離したり、駆動力制御装置８による駆動力制御によって他車両と衝突する前に他車両の移動範囲を超えれるように自車両の駆動力を上昇させたり、警報装置９によって自車両が他車両と衝突する可能性があることをドライバに警報したり、制動力制御装置１０による制動力制御によって他車両の移動範囲まで自車両が移動しないように制動力をかけたりされる。このような走行支援制御によって具体的に実行される各種制御に関しては、様々な制御形態を採用することができるが、それらに関しては従来より知られているものであるため、ここでは説明を省略する。

以上説明した本実施形態の車両用走行支援装置によれば、開始しきい値調整装置１１を備えることで、走行支援制御が開始するか否かを決定する開始しきい値をドライバが任意に調整できるようにしている。

このように、開始しきい値を調整できるようにすることで、ドライバの意思に応じた開始しきい値とすることができ、ドライバの意志に合った安全マージンとすることができる。すなわち、もっと車両走行速度を速くしたいのに速くできなかったり、逆にもっと安全性を確保したいのに車両走行速度が速くなり過ぎたりと、ドライバの要求を満たさないものとなることを防止することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、開始しきい値調整装置１１として、調整ツマミ１１ａを回動させることで複数段階のレベル調整を行えるものを例に挙げて説明したが、これは単なる例であり、他の形態のものであっても構わない。例えば、図６〜図８に示すような形態を採る事もできる。

図６〜図８は、開始しきい値調整装置１１の他の例を示した正面図である。図６に示されるように、左右方向に移動可能な調整ツマミ１１ｂを設け、この調整ツマミ１１ｂの移動方向に沿って１〜７のレベルに応じた数字を付しておき、調整ツマミ１１ｂの移動に伴って開始しきい値のレベルが調整できる調整スイッチとすることができる。また、図７、図８に示されるように、図２、図６に示したレベルを複数段階に段階的に変化させられるものではなく、低〜高のようにレベルを連続的に無段階で変化させられる調整ボリュームとすることもできる。また、図示しないが、調整ツマミではなくて、画像表示パネルのようなタッチパネルによって開始しきい値調整装置１１を構成することも可能である。

なお、このような開始しきい値調整装置１１は、一般的な調整装置として用いられている様々なタイプのいずれで構成されていても良く、例えば、調整ツマミ１１ａ、１１ｂによるレベル調整に伴って抵抗値が変化する抵抗式の調整装置、調整ツマミ１１ａの回動角度に応じた磁束変化を検出するホール素子式の調整装置などで構成される。

また、上記実施形態では、開始しきい値として、自車両が障害物と接触するのが何秒後であるかという時間を用い、開始しきい値となる時間以下となった場合に走行支援制御が実行されるようになっているが、これも単なる一例であり、開始しきい値として他のパラメータを用いても構わない。

例えば、開始しきい値として、自車両から障害物までの距離、自車両と障害物との相対速度、相対加速度を用いることも可能である。障害物までの距離や相対速度に関しては、例えば、上述したミリ波レーダ２を用いて測定することができる。また、障害物と自車両との距離や相対速度および相対加速度をＣＣＤカメラ３で得た画像データを用いて求めても良い。すなわち、ＣＣＤカメラ３が得た画像データが二眼画像であるため、障害物までの距離が分かる。これをＣＣＤカメラ３の分解能（１秒当たりに何枚取れるか）から画像データが得られる時間間隔が決まるため、この時間間隔を用いて、単位時間当たりの自車両から障害物までの距離の変化分を求めることで相対速度や相対加速度を求めることができる。具体的には、ある画像データから求められた自車両から障害物までの距離をＡ、その次の画像データから求められた自車両から障害物までの距離をＢ、両画像データを得たタイミングの時間間隔をＣとすると、相対速度は（Ｂ−Ａ）／Ｃ、相対加速度は（Ｂ−Ａ）／Ｃ²で求められる。

勿論、これら自車両から障害物までの距離、自車両と障害物との相対速度、相対加速度を単独で用いても良いし、これらのいずれか２つもしくはすべての組み合わせを開始しきい値としても構わない。なお、これらのいずれか２つもしくはすべての組み合わせを開始しきい値とする場合、予め組み合わせのマップを作成しておくと共にそのマップを制御ＥＣＵ６内に記憶させておき、そのマップを利用して開始しきい値を設定すれば良い。

本発明の第１実施形態における車両用走行支援装置のブロック構成を示す図である。 図１に示す車両用走行支援装置に備えられた開始しきい値調整装置の正面図である。 開始しきい値調整装置の調整ツマミが示すレベルと走行支援制御の開始しきい値との関係を示す図である。 図１に示す車両用走行支援装置の制御ＥＣＵで実行される走行支援制御処理のフローチャートである。 走行支援制御を開始する場合としない場合とをそれぞれ示した模式図である。 他の実施形態で説明する開始しきい値調整装置の正面図である。 他の実施形態で説明する開始しきい値調整装置の正面図である。 他の実施形態で説明する開始しきい値調整装置の正面図である。

符号の説明

１…車速センサ、２…ミリ波レーダ、３…ＣＣＤカメラ、４…ヨーレートセンサ、
５…舵角センサ、６…制御ＥＣＵ、７…操舵制御装置、８…駆動力制御装置、
９…警報装置、１０…制動力制御装置、１１…開始しきい値調整装置。

Claims (5)

1. 自車両の進行方向に存在する障害物を検出する障害物検出手段（１１０）と、
   前記障害物検出手段によって検出された前記障害物に前記自車両が接触する可能性があるか否かを判定する接触判定手段（１１０）と、
   前記接触判定手段によって前記自車両が前記障害物に接触する可能性があると判定された場合において、前記自車両が前記障害物に接触するまでの時間、前記自車両と前記障害物との距離、相対速度および相対加速度の少なくとも１つを開始しきい値と比較し、走行支援制御を実行するか否かを判定する走行支援制御実行判定手段（１２０）と、
   前記走行支援制御実行判定手段での判定結果に基づいて走行支援制御を実行する走行支援制御手段（１３０）とを有し、
   さらに、手動により前記開始しきい値の設定を行う開始しきい値調整装置（１１）からの電気信号を受け取り、該電気信号に基づいて前記開始しきい値の調整を行う開始しきい値調整手段（１００）を有していることを特徴とする車両用走行支援装置。
2. 前記自車両が前記障害物に接触するまでの時間、前記自車両と前記障害物との距離、相対速度および相対加速度のいずれか複数に対して前記開始しきい値が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用走行支援装置。
3. 前記開始しきい値調整装置にて、前記開始しきい値を複数段階にレベル設定でき、前記開始しきい値調整手段は、前記電気信号から前記開始しきい値調整装置で前記複数段階のいずれのレベルが設定されているかを確認し、確認されたレベルに前記開始しきい値を調整するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走行支援装置。
4. 前記開始しきい値調整装置にて、前記開始しきい値を無段階にレベル設定でき、前記開始しきい値調整手段は、前記電気信号から前記開始しきい値調整装置で設定されたレベルを確認し、確認されたレベルに前記開始しきい値を調整するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用走行支援装置。
5. 前記開始しきい値調整装置は、スイッチ、ボリューム、タッチパネルのうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用走行支援装置。
   

Images