JP2007210403A - 車両用運転補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物の属性、及び距離に基づいて適切な制御を行なうことが可能な車両用運転補助装置を提供すること。
【解決手段】自車両周辺を撮像する撮像装置１０、レーダー装置２０、又は通信機３０のいずれかを少なくとも有し、自車両周辺のリスク要素に関する情報を取得する、リスク要素情報取得手段と、リスク要素情報取得手段により検出された情報に基づいて、各リスク要素が有するリスク程度を計算する、リスク程度計算手段８２と、リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク程度に基づいて、自車両内の機器を制御する、制御手段８６と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用運転補助装置に関し、特に、自車両周辺のリスク要素が有するリスク程度に基づいて車両内の機器を制御する車両用運転補助装置に関する。

従来、この種の装置としては、障害物を検出して、余裕時間ＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ；障害物までの距離を相対速度で除したもの）に基づいて当該障害物が有するリスクポテンシャルを計算し、計算したリスクポテンシャルを合算した値に応じてステアリング反力やアクセルペダル反力、ブレーキアシストを発生させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２４９８４６号公報

しかしながら、上記従来の装置では、回避すべき対象が２次元的に（平面的に）、同時に複数存在する場合に、リスクの評価及びリスクに応じた回避方法の算出が困難である。すなわち、前後、左右の２次元的なリスクを合算したトータルのリスクを判断できない。従って、全リスクを評価した結果に応じた２次元的な回避軌跡を求めることができない。

また、自車両の運転者の特性についての考慮はなされているが、他車両の運転者や歩行者の属性についての考慮がなされていないため、障害物としての他車両や歩行者が有する危険度（リスク程度）を適切に判断できない場合も生じる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、障害物の属性、及び距離に基づいて適切な制御を行なうことが可能な車両用運転補助装置を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、自車両周辺を撮像する撮像装置、レーダー装置、又は通信機のいずれかを少なくとも有し、自車両周辺のリスク要素に関する情報を検出する、リスク要素情報取得手段と、リスク要素情報取得手段により検出された情報に基づいて、各リスク要素が有するリスク程度を計算する、リスク程度計算手段と、リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク程度に基づいて、自車両内の機器を制御する、制御手段とを備えることを特徴とするものである。

この本発明の一態様によれば、自車両周辺の障害物等のリスク要素に関する情報を取得し、これに基づいて各リスク要素が有するリスク程度を計算し、リスク程度の合算に基づいて自車両内の機器を制御するから、障害物の属性、及び距離に基づいて適切な制御を行なうことができる。

また、この本発明の一態様は、好ましくは、自車両の挙動を制御する挙動制御手段を備え、制御手段は、リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク程度に基づいて、各リスク要素と自車両との間に作用すべき仮想斥力を計算する、仮想斥力計算手段を備え、仮想斥力計算手段により計算された仮想斥力の合算に基づいて、挙動制御手段を制御することを特徴とするものである。ここで、「仮想斥力」とは、自車両に接近するリスク要素を回避すべく車両が出力すべき、制動力又は駆動力や操舵力を、磁性体等の物体同士が接近するに応じて当該物体間に作用する反発力に擬した概念である。

この場合、より好ましくは、リスク要素情報取得手段は、リスク要素の位置及び速度を検出可能な手段であり、リスク程度計算手段は、各リスク要素の速度に応じた扁平程度を有する仮想楕円を設定する手段であり、仮想斥力計算手段は、設定された仮想楕円と自車両との最短距離が短くなるに従って増加するように仮想斥力を計算する手段である。さらにこの場合、リスク程度計算手段は、例えば、仮想楕円を、各リスク要素の位置を焦点とするように設定する手段である。

また、仮想斥力の合算に基づいて挙動制御手段を制御する態様において、仮想斥力計算手段は、好ましくは、仮想楕円と自車両との最短距離の二乗を分母として前記仮想斥力を計算する手段である。また、リスク程度計算手段は、各リスク要素の属性に応じて扁平程度が変化するように前記仮想楕円を設定するものとしてもよいし、各リスク要素の属性に応じて面積が変化するように前記仮想楕円を設定するものとしてもよい。また、さらに好ましくは、仮想斥力計算手段は、リスク程度計算手段により設定された仮想楕円の面積に基づいて前記仮想斥力を計算する手段である。

また、本発明の一態様において、自車両の挙動を制御する挙動制御手段を備え、制御手段は、リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク要素に基づいて、各リスク要素と自車両との間に作用すべき仮想斥力ポテンシャルを計算する、仮想斥力ポテンシャル計算手段を備え、仮想斥力ポテンシャル計算手段により計算された仮想斥力ポテンシャルの合算に基づいて、前記挙動制御手段を制御するものとしてもよい。

また、本発明の一態様において、挙動制御手段は、例えば、自車両の操舵角を制御する操舵角制御手段、自車両を制動する制動手段、又は自車両を駆動する駆動手段のいずれかを少なくとも含む。

また、本発明の一態様において、例えば、リスク要素は、他車両を含み、リスク要素情報取得手段は、他車両については、他車両の運転者の属性を含む情報を検出する手段であり、リスク程度検出手段は、他車両については、リスク要素情報取得手段により検出された他車両の運転者の属性に基づいてリスク程度を計算する手段である。

また、本発明の一態様において、例えば、リスク要素は、他車両を含み、リスク要素情報取得手段は、他車両については、他車両の質量を含む情報を検出する手段であり、リスク程度検出手段は、他車両については、リスク要素情報取得手段により検出された他車両の質量に基づいてリスク程度を計算する手段である。

また、本発明の一態様において、例えば、リスク要素は、他車両を含み、リスク要素情報取得手段は、他車両については、他車両の速度ベクトルを含む情報を検出する手段であり、リスク程度検出手段は、他車両については、リスク要素情報取得手段により検出された他車両の速度ベクトルに基づいてリスク程度を計算する手段である。

また、本発明の一態様において、例えば、リスク要素は、歩行者を含み、リスク要素情報取得手段は、歩行者については、歩行者の属性を含む情報を検出する手段であり、リスク程度検出手段は、歩行者については、リスク要素情報取得手段により検出された歩行者の属性に基づいてリスク程度を計算する手段である。

また、本発明の一態様において、例えば、リスク要素は、道路において走行が制限される所定地点を含む。ここで、道路において走行が制限される所定地点とは、例えば、一時停止線や信号機、カーブ、踏み切り等をいう。

本発明によれば、障害物の属性、及び距離に基づいて適切な制御を行なうことが可能な車両用運転補助装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、図１〜７を用いて、本発明に係る車両用運転補助装置の一実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る車両用運転補助装置１の全体構成の一例を示す図である。図示する如く、車両用運転補助装置１は、主要な構成として、カメラセンサー１０と、レーダー装置２０と、通信装置３０と、ナビゲーション装置４０と、ステアリング装置５０と、ブレーキ装置６０と、駆動力出力装置７０と、装置全体を制御する運転補助用電子制御ユニット（以下、単に運転補助用ＥＣＵと称する）８０と、を備える。車両用運転補助装置１は、上記の構成を用いて車両周辺の対象物体（車両、歩行者、信号機、一時停止線等；特許請求の範囲におけるリスク要素に相当する）を検出し、運転者によるステアリング操作やアクセルペダル又はブレーキペダル操作とは無関係に（又は、これらに加えて）、操舵力、及び制動力又は駆動力の出力を行なう（以下、運転補助制御と称する）。なお、以下の説明における車両内の機器間の通信は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の適切なシリアル通信プロトコルを用いて行なわれる。

カメラセンサー１０は、例えば、複数のカメラを備え、車両側方から前方に至る範囲を撮像する。複数のカメラは、例えば、ウインドシールド上部の左端に配設され、左前方（例えば、車両の進行方向に対して４５［ｄｅｇ］等）且つ斜め下方に向いた光軸を有するもの、及び、ウインドシールド上部の左端に配設され、左前方（例えば、車両の進行方向に対して４５［ｄｅｇ］等）且つ斜め下方に向いた光軸を有するもの、からなる。

カメラセンサー１０は、更に、各カメラが撮像した画像を処理する画像処理装置を有する。画像処理装置は、例えば、ＣＰＵを中心とするコンピューターであり、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶手段を備える（以下、後述する、コントローラー５８、ブレーキＥＣＵ７０Ａ、及び運転補助用ＥＣＵ８０は、同様のハードウエア構成であるものとする）。画像処理装置は、上記複数のカメラにより撮像された画像を処理することにより、信号機（及び現在の信号の状態）、一時停止線、歩行者、車両等を認識し、その位置と共に運転補助用ＥＣＵ８０に送信する。

レーダー装置２０は、例えば、フロントグリル裏に配設された、ミリ波レーダー装置である。レーダー装置２０は、ミリ波の反射波が帰ってくるまでの時間、反射波の角度、及び周波数変化を利用して、物体の距離、方位、速度を検出する。レーダー装置２０は、これらの検出した情報を、運転補助用ＥＣＵ８０に送信する。

通信装置３０は、車車間通信又は路車間通信を行なうための装置であり、例えば、携帯電話の電波ネットワークを利用して送受信可能な通信アンテナ及び通信モジュールから構成される。従って、携帯電話の基地局を介して、車両用運転補助装置１を備える車両間で、或いは、情報発信設備から車両用運転補助装置１を備える車両に対して、各種情報を発信し、これを通信装置３０が受信することとなる。なお、車車間通信や路車間通信については既に種々の手法が周知となっており、上記の方式に限られない。例えば、道路端に設けられたインフラから電波ビーコンや光ビーコンを受信する方式であってもよいし、ＦＭ多重放送を受信する方式であってもよい。

通信装置３０では、例えば、歩行者が携帯する通信端末から道路側のインフラに送信された歩行者の属性（年齢等）を受信したり、周辺車両から当該車両の運転者の属性（年齢、運転経験年数等）及び車両の属性（質量、乗用車又はバス・トラックの別等）を受信したりする。そして、こうして得られた情報を、運転補助用ＥＣＵ８０に送信する。

ナビゲーション装置４０は、自車両の現在位置を検出するためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機や、ハードディスクやＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体上に地図データを保有する地図データベースを備え、一般的なナビゲーション装置の機能として、液晶ディスプレイ等により地図表示や経路案内表示を出力すると共に、音声により経路案内等を行なう。本実施例では、ナビゲーション装置４０は、道路形状や自車両の現在位置、交差点及び一時停止線の位置に関する情報を、運転補助用ＥＣＵ８０に送信している。

図２は、ステアリング装置５０の主要な構成の一例を示す図である。ステアリング装置５０は、例えば、操舵角センサー５２と、トルクセンサー５４と、アシストモータ５６と、コントローラー５８と、を備える。操舵角センサー５２は、例えば、ステアリングコラム内部に配設され、操舵角信号をコントローラー５８及び運転補助用ＥＣＵ８０に送信する。トルクセンサー５４は、例えば、ステアリングコラム内部に配設され、入力軸と出力軸との間に取り付けられたトーションバーの捩じれを検出することにより、ステアリングトルク応じた信号をコントローラー５８に送信する。アシストモータ５６は、例えば、コラムハウジング部に配設された直流モータであり、車両の操舵に必要なトルクを出力して運転者のステアリング操作をアシストする。アシストモータ５６が出力するトルクは、ウォームギヤ及びホイールギヤによって偏向されると共に減速されてコラムシャフトに伝達され、最終的に車輪の向きを変える。

コントローラー５８は、運転補助制御が行なわれない通常時には、トルクセンサー５４からのステアリングトルク信号やその他の車両状態信号（車速やヨーレート等）に基づいて、車両の操舵に必要なトルクを出力するように、アシストモータ５６の駆動回路に制御信号を出力する。また、運転補助制御が行なわれる時には、運転補助用ＥＣＵ８０からの指示信号に基づいて、アシストモータ５６を制御することにより、運転者のステアリング操作とは無関係に操舵力を出力する。

ブレーキ装置６０は、例えば、電子制御式の油圧ブレーキ装置である。ブレーキ装置６０は、各車輪に配設された、周知のディスクブレーキユニット及びドラムブレーキユニット（本実施例では、前輪にディスクブレーキユニットが、後輪にドラムブレーキユニットが、それぞれ配設されているものとした）に油圧を供給することにより、各車輪を制動する。図３は、ブレーキ装置６０における油圧系の主要な構成の一例を示す図である。

図示する如く、ブレーキ装置６０は、ブレーキ装置６０全体を制御するブレーキＥＣＵ６０Ａと、ブレーキペダルになされたブレーキ操作が伝達されるマスターシリンダー６１と、ブレーキ液を蓄えるリザーバータンク６２と、ストロークシミュレーター６３と、各車輪に出力される制動力を調節するブレーキアクチュエーター６４と、を備える。

ブレーキアクチュエーター６４は、ポンプ６５及びこれを駆動するモータ６６と、ポンプ６５から圧送される油圧によって内部の油圧が高圧に維持されるアキュームレーター６７と、マスターシリンダー６１からの油圧を遮断可能な切替バルブ６８と、各車輪に対して設けられ、開閉動作によって、各車輪に出力される制動力を調節する各車輪用制御バルブ６９Ａ、６９Ｂ、６９Ｃ、及び６９Ｄ（図３では、簡便のため、一つのブロックとして記載している）と、を備える。なお、各車輪からリザーバータンク６２に還流する油圧経路については、図示及び説明を省略する。

ブレーキ装置６０は、以下の原理に基づいて制動力を出力する。まず、通常時においては、切替バルブ６８は閉状態となっており、マスターシリンダー６１と各車輪用制御バルブ６９Ａ〜６９Ｄとの間が遮断されている。一方、アキュームレーター６７内部のアキュームレーター圧は、ブレーキＥＣＵ６０Ａにより監視されており、これが所定の圧力を下回ると、アキュームレーター圧を上昇させるようにモータ６６が駆動される。

この状態で運転者によりブレーキペダルが踏み込まれると、マスターシリンダー６１内部の液圧室に発生するマスターシリンダー圧が、通信によりブレーキＥＣＵ６０Ａに入力される。ブレーキＥＣＵ６０Ａは、マスターシリンダー圧に応じた制動力を出力するように、各車輪用制御バルブ６９Ａ〜６９Ｄを制御する。なお、この際に、ストロークシミュレーター６３は、マスターシリンダー６１からの油圧経路が遮断されている状態においても、運転者のブレーキ踏力に応じた自然なブレーキストロークを発生させる。また、切替バルブ６８が開状態とされるのは、主にポンプ６５やモータ６６が故障した際である。

ブレーキ装置６０は、運転補助制御が行なわれない通常時には、上記の如くブレーキペダル操作に応じた制動力を出力する。また、運転補助制御が行なわれる時には、運転補助用ＥＣＵ８０からの指示信号に基づいて、各車輪用制御バルブ６９Ａ〜６９Ｄを制御することにより、運転者のブレーキ操作とは無関係に制動力を出力する。但し、運転補助制御に基づく制動力を、運転者による自主的なブレーキ操作に基づく制動力が上回る場合は、ブレーキ操作による制動力が優先的に出力される。これは、特に安全面を重視して、運転者による制動意思を最も優先させるべきであることに基づく。

駆動力出力装置７０は、アクセル操作に基づく通常の車両制御によって、走行のための駆動力を出力する装置が共用される。例えば、エンジン、電動モータ、及び変速機等からなる。本実施例では、アクセル操作に基づく通常時の駆動力の出力に加えて、運転補助用ＥＣＵ８０からの制御信号に応じて、駆動力を出力する。

運転補助用ＥＣＵ８０は、主要な機能ブロックとして、仮想楕円設定部８２と、仮想斥力計算部８４と、出力決定部８６と、を有する。運転補助用ＥＣＵ８０は、カメラセンサー１０やレーダー装置２０、通信装置３０、ナビゲーション装置４０により検出された周辺の物体に関する情報に基づいて、運転補助制御を行なう。以下、この運転補助制御について説明する。図４は、本発明が適用される交通局面の一例を示す図である。図中、座標軸以外の矢印は、自車両を含めた物体の速度を、黒丸点は、自車両を含めた物体の中心点を、それぞれ表す。

まず、仮想楕円設定部８２は、対象物体ｉの属性に応じた補正係数Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、及び、自車両の運転者の属性に応じた補正係数Ｃ４を設定する。

補正係数Ｃ１は、対象物体ｉが車両である場合には、当該車両の質量に応じて増大する１以上の値に設定される。この質量に応じて増大する態様は、連続する関数値として増大してもよいし、段階的に増大してもよい。なお、対象物体ｉが車両でない場合には、１が設定される。車両の質量は、通信機３０による車車間通信により取得することができる。

補正係数Ｃ２は、対象物体ｉが車両である場合には、当該車両の運転者の属性に応じて１以上の値に設定される。例えば、当該運転者が、運転経験が所定年数未満の初心者である場合や、高齢者等の場合に、１以上の値に設定される。なお、対象物体ｉが車両であっても上記条件に該当しない場合や、対象物体ｉが車両でない場合には、１が設定される。車両の質量は、通信機３０による車車間通信や、カメラセンサー１０の画像を処理することにより取得することができる。こうした運転者に関する情報も、通信機３０による車車間通信により取得することができる。或いは、別の手法として、カメラセンサー１０により当該車両の運転者を撮像し、当該運転者の背が低いことを検出した場合には、当該運転者から車外を見づらいと判断して、１以上の値を設定してもよい。

補正係数Ｃ３は、対象物体ｉが歩行者（自転車を含む）である場合には、当該歩行者の属性に応じて１以上の値に設定される。例えば、当該歩行者が老人、子供、又は自転車である場合に、１以上の値が設定される。歩行者の属性は、例えば、カメラセンサー１０により子供及び自転車であることを検出したり、歩行者が携帯する通信端末（例えば、携帯電話や通信タグ等）から道路側インフラに送信された属性を、道路側インフラを介して通信装置３０により受信することが考えられる。

補正係数Ｃ４は、自車両の運転者の属性によって、１以上の値に設定される。例えば、自車両の運転者が、運転経験が所定年数未満の初心者である場合や、高齢者等の場合に、１以上の値が設定される。自車両の運転者の属性は、例えば、ナビゲーション装置４０が備える入力操作部（例えば、タッチパネルとして構成された液晶表示部等）に対して運転者が入力操作することにより取得することができる。

こうして、補正係数Ｃ１〜Ｃ４が設定されると、これらを乗じて、属性係数Ｃを計算する（Ｃ＝Ｃ１×Ｃ２×Ｃ３×Ｃ４）。なお、上記の性質から、Ｃは１以上の値となる。

続いて、図５に示す如く、各対象物体ｉの中心位置を焦点とする、仮想楕円を設定する。ここで、仮想楕円の外周上の座標点（ｘ，ｙ）は、例えば、これを角度θ回転させた（ｘ´，ｙ´）を用いて、次式（１）の如くに表される。なお、図４に示す如く、自車両の進行方向をｙ軸に、これに直交する方向をｘ軸にとる。

｛（ｘ´−ｘ０−Ｘ）／ａ｝^２＋｛（ｙ´−Ｙ）／ｂ｝^２＝１ ‥（１）
但し、ｘ０＝｛ √（｜ａ^２−ｂ^２｜）（Ｖｘ≧０）， −√（｜ａ^２−ｂ^２｜）（Ｖｘ＜０）｝
ａ ＝Ｃ・（α・｜Ｖｘ｜＋γ）
ｂ ＝Ｃ・（β・｜Ｖｙ｜＋γ）
ｘ´＝ ｘ・ｃｏｓθ＋ｙ・ｓｉｎθ
ｙ´＝−ｘ・ｓｉｎθ＋ｙ・ｃｏｓθ （α，β，γ，Ｃ＞０）
ｔａｎθ＝Ｖｙ／Ｖｘ（Ｖｘ＝０のときは、θ＝０）

式（１）において、（Ｘ，Ｙ）は対象物体ｉの中心点の位置を、（Ｖｘ，Ｖｙ）は対象物体ｉの速度Ｖのｘ成分とｙ成分を、γは基準となる半径を、それぞれ表す。従って、速度Ｖが値０であるときは、仮想楕円は、半径γの円となる。ここで、対象物体ｉの座標や速度は、レーダー装置２０やカメラセンサー１０により検出してもよいし、対象物体ｉが車両である場合には、当該車両が車載センサーやナビゲーションシステムにより検出した値を、通信装置３０による車車間通信によって取得してもよい。また、α、βは、仮想楕円の長軸と短軸の、Ｖｘ，Ｖｙに対する反応度を表す。従って、これらは共に１であってもよいし、長軸をαをβよりも若干大きい値としてもよい。これにより、特に自車両に対向する方向から接近してくる物体の影響度を大きくすることができる。また、ｘ０は、対象物体ｉの座標を焦点とするための調整値である。

このように設定される仮想楕円の位置及び形状は、対象物体ｉの属性や距離、速度に応じて定められる、自車両に対する影響度（リスク程度）を表すものである。例えば、歩行中の子供や質量の大きい車両は、自車両に対する影響度が高いと判断し、より大きい仮想楕円が設定される。これにより、後述する如く、当該対象物体から自車両に及ぼされる仮想斥力が大きいものとなる。また、対象物体ｉの速度の大きさに応じて、速度の方向に扁平な形状となるため、例えば自車両に接近する方向で速度を有する対象物体については、自車両と仮想楕円との最短距離が短くなる。これにより、同様に、当該対象物体から自車両に及ぼされる仮想斥力が大きいものとなる。従って、仮想楕円を用いて運転補助制御を行なうことによって、より適切な制御を行なうことができる。

仮想楕円を設定すると、仮想斥力設定部８４は、各対象物体ｉから自車両に及ぼされるべき仮想斥力を、次式（２）により計算する。ここで、ここで、「仮想斥力」とは、自車両に接近する対象物体を回避すべく車両が出力すべき、制動力又は駆動力や操舵力を、磁性体等の物体同士が接近するに応じて当該物体間に作用する反発力に擬した概念である。また、Ｓｉは、仮想楕円の面積であり、ｄｉは、自車両から対象物体ｉについて設定された仮想楕円の外周までの最短距離である。なお、式（２）はスカラー量として表されているが、実際には、仮想斥力ｆｉは、当該対象物体ｉの中心から自車両に向けた方向を有するベクトル量である。或いは、自車両から仮想楕円の外周までの最短距離となる直線の方向を有してもよい。このように、距離の二乗を分母に有することにより、障害物が接近するに従って大きくなる緊急性を適切に反映した制御を行なうことができる。図６に自車両と仮想楕円の最短距離と、仮想斥力ｆｉとの関係を示す。また、図７において、図４に例示した交通局面における各対象物体について設定された仮想楕円、及び仮想斥力ｆｉの方向（図中破線で示す）を表す。

ｆｉ＝Ｓｉ／（ｄｉ^２） ‥（２）

そして、各物体から自車両に及ぼされるべき仮想斥力ｆｉを合算して、合力Ｆを計算する（Ｆ＝Σ（ｆｉ））。

出力決定部８６は、このように計算された合力Ｆに基づいて、運転補助制御に係る出力を決定する。具体的には、合力Ｆのｙ成分に基づいて、ブレーキ装置６０や駆動力出力装置７０に制御信号を送信し、制動力（駆動力出力装置７０を用いた、エンジンブレーキや回生ブレーキ等によるものを含む）又は駆動力の出力を行なう。また、合力Ｆのｘ成分に基づいて、ステアリング装置５０に制御信号を送信し、操舵力の出力を行なう。これらの実際の出力の計算については、種々の手法が考えられるが、本実施例では、合力Ｆに応じて定められる適合値を、マップとしてＲＯＭ等の記憶手段に記憶しておき、これを用いて導出するものとした。このマップにおいて、出力される制動力や駆動力、操舵力について、現在の速度や操舵角に応じた上限値を定めることが好ましい。

上記の如く運転補助制御が実行されると、自車両において、対象物体の距離や速度に応じて適切に制動力、駆動力、又は操舵力の出力がなされることとなる。この結果、運転者の操作に拠らずに、自車両が歩行者や一時停止位置の手前で適切に停止したり、側方から接近する車両を避けるべく操舵角が変更されたりすることとなる。また、対象物体の属性に応じて仮想楕円を設定するから、例えば、質量の大きい車両や運転者が初心者である車両、子供や老人等の歩行者については、より大きい出力をもって運転補助制御を行なうことができる。

このように、本発明の一実施例に係る車両用運転補助装置１によれば、対象物体の属性、及び距離に基づいて適切な制御を行なうことができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、運転補助制御は、車両内のステアリング装置５０やブレーキ装置６０、駆動力出力装置７０から、運転補助制御に係る出力を直接的に行なうものに限られず、例えば、ステアリング反力やアクセルペダル反力を出力して間接的に車両の挙動を制御するものとしてもよい。また、車両の挙動を制御せずに、例えば、ナビゲーション装置４０の液晶表示部やスピーカー等により情報提供（例えば、「前方＊［ｍ］に子供が歩行中」や、「側方から運転者が初心者の車両が接近」等のメッセージを出力することが考えられる）を行なうものとしてもよい。

また、仮想楕円の具体的設定方法についても、上記の式（１）に限られず、種々の変換が可能である。その一例として、式（１）におけるパラメータａ、ｂを、次式（３）の如くに置換したものを用いてもよい。この場合、定数α、βは、楕円におけるｘ軸方向の長さとｙ軸方向の長さの比率を予め調節する役割を果たす。これにより、制動力又は駆動力と、操舵力との出力比を仮想楕円の設定段階で調節することが可能となる。

ａ＝Ｃ・α・（｜Ｖｘ｜＋γ）｝
ｂ＝Ｃ・β・（｜Ｖｙ｜＋γ）｝ （α，β，γ，Ｃ＞０）‥（３）

また、図４において、道路において走行が制限される所定地点の例として、一時停止線を例示したが、信号機や、カーブ、踏み切り等に対しても同様に仮想楕円を設定して制御を行なうことができる。この場合、信号機に対しては、表示信号の種類を検出して，これ基づいて仮想楕円の大きさを設定すればよく、また、カーブに対しては、当該カーブの曲率等を検出して、これに基づいて仮想楕円の態様を設定すればよい。同様に、踏み切りに対しては、前後の信号機の有無や遮断機の状態を検出して、これに基づいて仮想楕円の態様を設定すればよい。

本発明は、少なくとも車両周辺の物体を検出して制御を行なう装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係る車両用運転補助装置１の全体構成の一例を示す図である。 ステアリング装置５０の主要な構成の一例を示す図である。 ブレーキ装置６０における油圧系の主要な構成の一例を示す図である。 本発明が適用される交通局面の一例を示す図である。 仮想楕円を設定する様子を示す図である。 自車両と仮想楕円の最短距離と、仮想斥力との関係を示す図である。 各対象物体について設定された仮想楕円、及び仮想斥力の方向を表す図である。

符号の説明

１ 車両用運転補助装置
１０ カメラセンサー
２０ レーダー装置
３０ 通信装置
４０ ナビゲーション装置
５０ ステアリング装置
５２ 操舵角センサー
５４ トルクセンサー
５６ アシストモータ
６０ ブレーキ装置
６０Ａ ブレーキＥＣＵ
６１ マスターシリンダー
６２ リザーバータンク
６３ ストロークシミュレーター
６４ ブレーキアクチュエーター
６５ ポンプ
６６ モータ
６７ アキュームレーター
６８ 切替バルブ
６９Ａ、６９Ｂ，６９Ｃ、６９Ｄ 各車輪用制御バルブ
７０ 駆動力出力装置
８０ 運転補助用電子制御ユニット
８２ 仮想楕円設定部
８４ 仮想斥力計算部
８６ 出力決定部

Claims (15)

1. 自車両周辺を撮像する撮像装置、レーダー装置、又は通信機のいずれかを少なくとも有し、自車両周辺のリスク要素に関する情報を取得する、リスク要素情報取得手段と、
   該リスク要素情報取得手段により検出された情報に基づいて、各リスク要素が有するリスク程度を計算する、リスク程度計算手段と、
   該リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク程度に基づいて、自車両内の機器を制御する、制御手段と、
   を備えることを特徴とする、車両用運転補助装置。
2. 請求項１に記載の車両用運転補助装置であって、
   自車両の挙動を制御する挙動制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク程度に基づいて、各リスク要素と自車両との間に作用すべき仮想斥力を計算する、仮想斥力計算手段を備え、
   該仮想斥力計算手段により計算された仮想斥力の合算に基づいて、前記挙動制御手段を制御する、
   ことを特徴とする、車両用運転補助装置。
3. 請求項２に記載の車両用運転補助装置であって、
   前記リスク要素情報取得手段は、前記リスク要素の位置及び速度を検出可能な手段であり、
   前記リスク程度計算手段は、各リスク要素の速度に応じた扁平程度を有する仮想楕円を設定する手段であり、
   前記仮想斥力計算手段は、該設定された仮想楕円と自車両との最短距離が短くなるに従って増加するように前記仮想斥力を計算する手段である、
   車両用運転補助装置。
4. 請求項３に記載の車両用運転補助装置であって、
   前記リスク程度計算手段は、前記仮想楕円を、各リスク要素の位置を焦点とするように設定する手段である、
   車両用運転補助装置。
5. 請求項３又は４に記載の車両用運転補助装置であって、
   前記仮想斥力計算手段は、前記仮想楕円と自車両との最短距離の二乗を分母として前記仮想斥力を計算する手段である、
   車両用運転補助装置。
6. 請求項３ないし５のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
   前記リスク程度計算手段は、各リスク要素の属性に応じて扁平程度が変化するように前記仮想楕円を設定する手段である、
   車両用運転補助装置。
7. 請求項３ないし６のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
   前記リスク程度計算手段は、各リスク要素の属性に応じて面積が変化するように前記仮想楕円を設定する手段である、
   車両用運転補助装置。
8. 請求項３ないし７のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
   前記仮想斥力計算手段は、前記リスク程度計算手段により設定された仮想楕円の面積に基づいて前記仮想斥力を計算する手段である、
   車両用運転補助装置。
9. 請求項１に記載の車両用運転補助装置であって、
   自車両の挙動を制御する挙動制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記リスク程度計算手段により計算された各リスク要素が有するリスク要素に基づいて、各リスク要素と自車両との間に作用すべき仮想斥力ポテンシャルを計算する、仮想斥力ポテンシャル計算手段を備え、
   該仮想斥力ポテンシャル計算手段により計算された仮想斥力ポテンシャルの合算に基づいて、前記挙動制御手段を制御する、
   ことを特徴とする、車両用運転補助装置。
10. 請求項２ないし９のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
    前記挙動制御手段は、自車両の操舵角を制御する操舵角制御手段、自車両を制動する制動手段、又は自車両を駆動する駆動手段のいずれかを少なくとも含む、
    車両用運転補助装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
    前記リスク要素は、他車両を含み、
    前記リスク要素情報取得手段は、他車両については、該他車両の運転者の属性を含む情報を検出する手段であり、
    前記リスク程度検出手段は、他車両については、前記リスク要素情報取得手段により検出された他車両の運転者の属性に基づいてリスク程度を計算する手段である、
    車両用運転補助装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
    前記リスク要素は、他車両を含み、
    前記リスク要素情報取得手段は、他車両については、該他車両の質量を含む情報を検出する手段であり、
    前記リスク程度検出手段は、他車両については、前記リスク要素情報取得手段により検出された他車両の質量に基づいてリスク程度を計算する手段である、
    車両用運転補助装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
    前記リスク要素は、他車両を含み、
    前記リスク要素情報取得手段は、他車両については、該他車両の速度を含む情報を検出する手段であり、
    前記リスク程度検出手段は、他車両については、前記リスク要素情報取得手段により検出された他車両の速度に基づいてリスク程度を計算する手段である、
    車両用運転補助装置。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
    前記リスク要素は、歩行者を含み、
    前記リスク要素情報取得手段は、歩行者については、該歩行者の属性を含む情報を検出する手段であり、
    前記リスク程度検出手段は、歩行者については、前記リスク要素情報取得手段により検出された歩行者の属性に基づいてリスク程度を計算する手段である、
    車両用運転補助装置。
15. 請求項１ないし１４のいずれかに記載の車両用運転補助装置であって、
    前記リスク要素は、道路において走行が制限される所定地点を含む、
    車両用運転補助装置。

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