JP2006298294A - 車両の走行安全装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 自車の進行方向に存在する物体を検知して物体と自車両との相対位置および相対速度を検出して物体の中から対向車を検知する対向車検知手段と、自車の運動状態を検出する運動状態検出手段と、適正進路を検出する進路検出手段と、検出された適正進路からの自車または対向車の逸脱を判定する逸脱判定手段と、自車と対向車との衝突の可能性を推定する推定手段と、これによる衝突の可能性に基づき衝突を回避するように自車の操向手段および制動手段を制御する制御手段とを備える車両の走行安全装置である。制御手段は、逸脱判定手段により対向車が逸脱したと判定されるときに、自車が逸脱したと判定されるときに比して、操向手段の制御を抑制もしくは中止するとともに、制動手段の作動を支援する制御を行う。
【選択図】 図1
Description
まず、対向車が車線を逸脱してきた場合において、従来技術のようにステア制御を用いて対向車との衝突を回避しようとすると、例えば対向車線側に回避する場合には自車線外に安全な空間を見出す必要があるが、そのような空間を見出すことは困難であるという問題がある。
一方、ブレーキ制御を行うことによって減速を容易にする従来技術において、対象となる障害物が対向車の場合には、ブレーキによる回避は困難であると判断されたときであってもステアリングによる回避の可能性は衝突直前まで残されているため、自動制御の作動条件が満たされず、結果としてブレーキ制御の作動が遅くなるという問題がある。
尚、本発明における制動手段の作動の支援とは、制動手段の発生する制動力の増加および制動力の発生タイミングを早めることを含むものである。
この発明によれば、前記回避難易度の値の高低に応じて、前記制御手段は前記操向手段および前記制動手段を作動させることが可能となり、対向車との適切な衝突回避制御に寄与することができる。
この発明によれば、前記逸脱判定手段による逸脱が判定されるときには、前記制動手段により通常よりも強力な制動力を発生させることができるので、迅速に自車の速度を低減させて、対向車との適切な衝突回避制御に寄与することができる。
この発明によれば、対向車が逸脱したと判定されるときには、前記操向回避難易度に依らずに前記制動手段を作動させるため、前記操向回避難易度が低い場合であっても迅速に制動力を発生させることができる。
この発明によれば、自車が逸脱したと判定されるときには、前記制動回避難易度に依らずに前記制動手段を作動させるため、前記操向手段による回避操作を妨げずに制動力を作用させることができる。
請求項2に係る発明によれば、対向車のドライバや自車のドライバに対して、早期の衝突回避運転を促すことが可能となる。
請求項4に係る発明によれば、迅速に自車の速度を低減させて、対向車との適切な衝突回避制御に寄与することができる。
請求項6に係る発明によれば、前記操向手段による回避操作を妨げずに制動力を作用させることができる。
本実施の形態による車両の走行安全装置1は、自車両運転状態検出手段11と、物体検知手段12と、ナビゲーション手段13と、演算装置10と、警報手段14と、ステア制御手段15と、ブレーキ制御手段16と、を備えて構成されている。
物体検知手段12は、レーダ手段や撮影手段を備え、これらの手段により得られたデータを用いて、自車周辺の物体や車線を検知・認識する手段である。
撮影手段としては、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なCCDカメラやC−MOSカメラ等を備え、これらのカメラにより自車Pの進行方向前方の所定検知範囲の外界を撮影する。
また、レーダ手段としては、例えばレーザ光やミリ波等のレーダを備え、レーザ光やミリ波等の発信信号を適宜の検知方向(例えば、自車両の進行方向前方等)に向けて発信すると共に、この発信信号が自車両の外部の物体(検知対象物)によって反射されることで生じた反射信号を受信し、反射信号と発信信号とを混合してビート信号を生成して演算装置10に出力する。
ステア制御手段15は、演算装置10の指令により、操舵トルクや操舵角の少なくともいずれかを制御する。このステア制御手段15により、ドライバーによるステアリングホイール(図示せず)の操作をアシストする操舵力および衝突回避のための操舵力を発生する。
ブレーキ制御手段16は、演算装置10の指令により、ブレーキ圧を制御する。このブレーキ制御手段16により、車両Pに発生させる制動力を制御する。
また、物体検知手段12を用いて検出した物体から道路上の白線の位置を求める(M2)。そして、検出した物体についての自車Pに対する相対位置および相対速度を求め、相対速度の大きさから対向車Qを検出する。すなわち、対向車Qは他の静止物や先行車と異なり、自車Pに対して接近する、つまり、相対速度が自車の速度よりも大きくなることから、物体の相対速度が自車Pの速度よりも一定以上大きい場合には、対向車Qであると判定することができる(M3)。
本実施の形態においては、M4に示した車両逸脱判断により判定された車両が自車Pであるか対向車Qであるかにより、回避支援制御演算(M6)やこれに伴う衝突回避支援(M10〜M12)の内容を変更している。
まず、物体検知手段12が有する撮影手段により撮影したカメラ画像を用いて白線31〜33を検知する。このとき、カメラ画像の他に、物体検知手段12が有するレーダ手段を用いて、自車P周囲の物体も併せて検知する。
ついで、検知した複数の白線31〜33を用いて道路の方向ベクトルを算出する。これと同時に、検知した複数の白線31〜33の中から、中央線(この場合は白線32)を推定する処理を行う。この推定論理としては、検出した白線32が途切れ途切れであり、また、白線32の右側と左側を移動している物体(この場合は自車Pと対向車Q)の走行ベクトルが逆向きである、等の情報を利用して行うことができる。
一方、物体検知手段12が有するレーダ手段または撮影手段により対向車Qの進行方向を検出して道路の方向ベクトルに対する対向車Qの進行方向の角度θ’を求め、この角度θ’が閾値以上であり、かつ、対向車Qの進行方向が自車Pに対して接近する方向であるか、若しくは、中央線32を対向車Qが跨いだことを検知した場合には、対向車Qが自車線側に逸脱し自車Pは逸脱していないものと判断する。
更に、逸脱判定の別の手法を図5を用いて説明する。ここでは自車Pの予想進路PRに対する対向車Qの位置関係を用いる。周知のように予想進路PRは車速をヨーレートで除算し旋回半径として求めることができる。左側通行の場合、この予想進路PRに対して対向車Qは通常右側に位置することとなり図5の(a)、(b)のようになる。逆に図5(c)、(d)のように予想進路PRに対して対向車Qが左側に存在している場合は自車Pもしくは対向車Qが適正進路を逸脱しているものと判定することができることとなる。このようにすれば撮影手段などにより車線自体を検出しなくても簡易的に逸脱判定を行うことができる。
まず、自車Pと対向車Qとの距離Dを相対速度Vrで除算して、対向車Qに到達するまでの対向車到達時間(以下TTCとする)を推定する。そして、対向車到達時間TTCの大きさに応じて、回避支援手段による回避支援の制御を行う。
本実施の形態では、対向車到達時間TTCの判断基準値として、第1基準時間T1、第2基準時間T2、第3基準時間T3を有し(T1>T2>T3)、対向車到達時間TTCが大きさをこれらの基準時間T1〜T3と比較して、判定結果に対応した制御を行う。
次に、対向車到達時間TTCが第2基準時間T2を下回ると、警告音に加えて、シートベルトの引き込みや弱いブレーキ、ステアの振動等による体感警報も併せて行う。
そして、対向車到達時間TTCが第3基準時間T3を下回ると、上述の警報に加え、以下に示す対向車回避制御を行う。
なお、これらの基準時間T1、T2、T3は定数であっても良いし、天候等の周囲環境や運転者の覚醒度等の状況によって可変としても良い。
まず、自車Pの車速Vをヨーレートωで除算して、自車旋回半径Restimを算出する。次に、対向車Qとの相対位置、相対速度Vから対向車Qのすれ違う(又は接触する可能性のある)位置Xestimを求める。ついで、この位置Xestimと自車旋回半径Restimとから自車Pの予測進路PRを求め、対向車Qとのすれ違う地点での自車Pの予測位置(Xestim、Yestim)を算出する。このとき、Yestimが対向車Qとの相対位置Yに近いほど衝突の可能性が高いと判断する。ここで、予測位置の座標は、自車Pの進行方向をX方向に、進行方向に直交する方向をY方向としたときのものである。
そして、回避ヨーレートωavoidを発生するように、ステア制御手段15により必要な操舵力を発生させる。
そして、算出されたヨーレートωavoidの値に応じて、ステア回避困難レベルを設定する。すなわち、ヨーレートωavoidが閾値ω1(例、横G換算で0.4G)よりも大きい場合にはステア回避困難レベル1とし、閾値ω2(例、横G換算で0.5G)より大きい場合にはステア回避困難レベル2であるとし、それ以外の場合(閾値ω1以下)にはステア回避困難レベル0とする。
まず、自車Pが逸脱したと判定される場合について表1を用いて説明する。
自車Pが逸脱したと判定されるときには、ステア制御手段15により適正な進路(即ち自車側の走行車線)に復帰させるように操舵力を発生させることが有効であるので、自車Pを適正な速度で適正な進路に復帰させるようにドライバーの運転を支援する。
次に、対向車Qが逸脱したと判定される場合について表2を用いて説明する。
次に、ステア制御およびブレーキ制御についての変形例を説明する。まず、自車Pが逸脱したと判定される場合について表3を用いて説明する。
次に、対向車Qが逸脱したと判定される場合について表4を用いて説明する。
従って、表2に示した場合と同様に、迅速に自車Pの減速を行うことで対向車Qとの相対速度を低減できるため、対向車Qとの衝突回避制御を適切に行うことができる。
次いで、本発明の他の実施形態について説明する。主要部は前述の実施の形態と同じであるため説明は省略する。一般に進行方向の障害物との衝突を制動により回避するための制動回避限界として操舵により回避するための操舵回避限界が図6のような特性となることが知られている。この特性において自車Pの逸脱を判定した場合で制動力を発生させるタイミングを変更するようにした。
即ち、図7(a)のように自車Pの逸脱を判定したとき操舵回避限界に達した時点で制動力を発生させるようにしている場合、対向車Qの逸脱を判定したときには図7(b)のように制動回避限界および操舵回避限界のいずれかに達した時点でブレーキ制御手段16が制動力を発生させるようにし制動力を発生させるタイミングを早めるようにした。また他の例として図8(a)のように自車Pの逸脱を判定したとき操舵回避限界および制動回避限界の両方に達した時点で制動力を発生させるようにしている場合、対向車Qの逸脱を判定したときには図8(b)のように制動回避限界に達した時点でブレーキ制御手段16が制動力を発生させるようにし制動力を発生させるタイミングを早めるようにした。
このように本実施の形態においては自車Pが逸脱した場合に比して対向車Qが逸脱した場合のブレーキ制御手段16による制動力の発生タイミングを早めるようにしたので、自車Pが逸脱しておらず対向車Qが逸脱した場合にはより早いタイミングで自車Pの減速を行い相対速度を低減できるため、より効果的に衝突回避や衝突被害の軽減を行うことができる。
なお、本発明の内容は実施の形態のみに限定されるものでないことはもちろんである。例えば、制動力を強める制御と制動力を発生させるタイミングを速める制御の両方を行ってもよい。また、ナビゲーション手段を有さない車両であっても本発明を適用できる。また、回避ヨーレートは、横G、舵角、横移動量に置き換えて制御を行ってもよい。
また、対向車が逸脱したと判定されるときには、前記操向回避難易度に依らずに前記制動手段を作動させると、前記操向回避難易度が低い場合であっても迅速に制動力を発生させることができる点で好ましい。
14…警報手段
10…演算装置(制御手段)
11…自車両運動状態検出手段(運動状態検出手段)
12…物体検知手段(対向車検知手段)
15…ステア制御手段(制御手段)
16…ブレーキ制御手段(制御手段)
M2…白線検出処理(車線検出手段)
M4…逸脱判断処理(逸脱判定手段)
M5…衝突可能性判断処理(推定手段)
M8…ステア制御量演算処理
M9…ブレーキ制御量演算処理
Claims (6)
- 自車の進行方向に存在する物体を検知し、該物体と自車両との相対位置および相対速度を検出して、該物体の中から対向車を検知する対向車検知手段と、
自車の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
適正進路を検出する進路検出手段と、
検出された適正進路からの自車または対向車の逸脱を判定する逸脱判定手段と、
自車と対向車との衝突の可能性を推定する推定手段と、
該推定手段による衝突の可能性に基づき衝突を回避するように自車の操向手段および制動手段の少なくともいずれかを制御する制御手段と、
を備える車両の走行安全装置であって、
前記制御手段は、前記逸脱判定手段により対向車が逸脱したと判定されるときに、自車が逸脱したと判定されるときに比して、前記操向手段の制御を抑制もしくは中止するとともに、前記制動手段の作動を支援する制御を行うことを特徴とする車両の走行安全装置。 - 衝突の可能性に基づいて警報を行う警報手段を備え、
前記制御手段は、前記逸脱判定手段により対向車が逸脱したと判定されるときに、自車が逸脱したと判定されるときに比して、前記警報手段の作動を早めることを特徴とする請求項1に記載の車両の走行安全装置。 - 前記対向車検知手段の検知結果に基づいて自車と対向車との相対的な位置関係を求め、該位置関係と運動状態検出手段の検出結果とに基づいて、前記操向手段を制御することにより対向車との衝突を回避する操向回避難易度、および、前記制動手段を制御することにより対向車との衝突を回避する制動回避難易度の少なくともいずれかを求める回避難易度算出手段を備え、
該回避難易度算出手段の算出した難易度が所定値以上となったときに、前記制御手段は前記操向手段および前記制動手段の少なくともいずれかを作動させるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両の走行安全装置。 - 前記制御手段は、前記逸脱判定手段による逸脱が判定されるときに、ドライバーの制動操作により発生させる制動力よりも所定量増加させるように前記制動手段を制御するものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両の走行安全装置。
- 前記制御手段は、前記逸脱判定手段により対向車が逸脱したと判定されるときに、前記制動回避難易度のみに基づいて前記制動手段を作動させるものであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の車両の走行安全装置。
- 前記制御手段は、前記逸脱判定手段により自車が逸脱したと判定されるときに、前記操向回避難易度のみに基づいて前記制動手段を作動させるものであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の車両の走行安全装置。
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