JP2007230397A

JP2007230397A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2007230397A
Application number: JP2006055046A
Authority: JP
Inventors: Hideki Takamatsu; 秀樹高松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】車両の周囲の状況からリスクを検知してそのリスクをより的確に回避する。
【解決手段】制御装置は、自車両の車速がほぼ０であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、車両周囲を検知するステップ（Ｓ３００）と、後方からの接近車両を検知すると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、予測衝突時間Ｔを算出するステップ（Ｓ５００）と、予測衝突時間Ｔがしきい値以下になると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、後方映像を投射するステップ（Ｓ７００）と、回避支援スイッチがオンにされると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、転舵角を加算補正したり、要求駆動力を加算補正したりして回避支援制御を実行するステップ（Ｓ９００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、車両周囲の状況から自車両のリスクを検知して、そのリスクを回避する制御装置に関する。

車両（自動車等）についての衝突などの危険を回避する技術が多く提案されている。たとえば、特開平６−１１９６００号公報（特許文献１）は、自動車等の車両が走行するにつれて経過時間とともに変化する運転者の集中力の程度に応じて、運転者の集中力が高いときと低いときとで警報を発する車間距離を変化させることができ、適切な時期に警告を発し、より安全で確実な追突事故防止効果を得ることができる、車両用衝突防止装置を開示する。

この車両用衝突防止装置は、車両とその前方物との相対距離を計測する計測部と、相対距離が所定値以下となったときに車両の衝突危険回避対策を講じる危険回避部とを備える。この危険回避部は、走行開始直後から第１所定時間以内、または第１所定時間より長い第２所定時間経過後に生じる運転者集中力散漫期に、それ以外の運転者集中期に比較して衝突危険回避対策を講じる相対距離の所定値を大きくする所定値変更部を備える。

この車両用衝突防止装置によると、走行開始直後から第１所定時間以内、または第１所定時間より長い第２所定時間経過後に生じる運転者集中力散漫期に、運転者集中期に比較してより大きい車間距離から危険回避対策を講じることにし、より安全で確実な追突事故防止効果を得ることができる。
特開平６−１１９６００号公報

しかしながら、上記のように運転者に警告を発しても、運転者がそれに認知できない可能性がある。また、車両が停止している状態であって、後方から車両が接近している場合のような状況において、運転者以外の車両の乗員が運転者によりも先にそのリスクを認識した場合、運転者にそのリスクを伝達するのには口頭で伝達する以外にない。運転者がその乗員からのリスクの伝達（警告）を認識し難い場合には、運転者が適切にリスク回避動作を行なうことができない可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の周囲の状況からリスクを検知してそのリスクをより的確に回避できる、車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、車両の周囲の情報に基づいて車両のリスクを判定するための判定手段と、リスク判定手段により判定されたリスクが予め定められた条件を満たす場合に、リスクの存在を車両の乗員に報知するための報知手段と、報知に対応して、乗員により予め定められた操作が行なわれると、リスクを回避するように車両を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、リスクの存在が車両の乗員（運転者、運転者以外の乗員）に報知されるので、運転者がリスクが報知されたことを認知することができない場合でも、運転者以外の乗員がリスク回避のための操作を行なうことができる。その結果、車両の周囲の状況からリスクを検知してそのリスクをより的確に回避できる、車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、車両に接近する車両の存在に基づいてリスクを判定するための手段を含む。

第２の発明によると、たとえば、自車両の後方から接近する車両については、運転者は認知しにくい。このため、たとえば、後席に座っている運転者以外の乗員にそのリスクを報知して、運転者以外の乗員がリスク回避のための操作を行なうことができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、車両は停止しており、判定手段は、車両の後方から接近する車両の存在に基づいてリスクを判定するための手段を含む。

第３の発明によると、自車両の後方から接近する車両によるリスクを、後席に座っている運転者以外の乗員に報知して、認知しにくいまたは認知できない運転者以外の乗員がリスク回避のための操作を行なうことができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、報知手段は、リスクの存在を車両の運転者以外の乗員に報知するための手段を含み、制御手段は、運転者以外の乗員により予め定められた操作が行なわれると、車両を制御するための手段を含む。

第４の発明によると、自車両の後方から接近する車両によるリスクを、後席に座っている運転者以外の乗員に報知して、その乗員がリスク回避要求操作を行なうことによりリスク回避することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、車両の運転者による回避操作を支援するように車両を制御するための手段を含む。

第５の発明によると、リスクを回避しようと運転者が操作した、アクセル量や転舵角が、そのリスクを回避できる程度にまで大きくないと、要求駆動力を加算補正したり、目標転舵角を加算補正したりして、運転者による回避操作を支援して、確実にリスクを回避するようにすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。なお、以下においては、自車両が停止中に後方からの接近車両により後突されるリスクを回避する場合について説明する。

図１に、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御ブロック図を示す。図１に示すように、この制御装置は、車両の周囲（後方、前方）の接近車両や自車両が走行するときの障害物を検知する車両周囲検知部１０００と、車両周囲検知部１０００で検知された接近車両が自車両に衝突するまでの時間を演算する予測衝突時間演算部１１００と、車両周囲検知部１０００で検知された映像を投射する映像投射部１２００と、予測衝突時間演算部１１００からの予測衝突時間Ｔに基づいて回避支援制御を実行する回避支援制御部１３００と、運転者のアクセル操作、ステアリング操作等の有無を判断する運転者操作判断部１３１０と、回避支援スイッチ１３２０と、回避支援制御部１３００から目標トルク信号を受けてエンジンを制御するエンジン制御部（エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit））１４００と、回避支援制御部１３００から目標転舵角信号を受けてＥＰＳ（Electronic Power Steering）等を制御する車両制御部（前輪制御部）１５００とを含む。

車両周囲検知部１０００は、たとえば、車両の前方のフロントグリルや車両の後方のバックドアに取り付けられたカメラやミリ波レーダにより構成される。映像投射部１２００は、たとえば、運転席や助手席のバックレストやヘッドレストに埋め込まれたモニタであって、その映像表示面は後方に向いている。なお、この映像投射部１２００は、たとえばインストルメントパネル等に組み込まれた、ナビゲーション装置のモニタであってもよい。

予測衝突時間演算部１１００は、自車両と自車両に接近する車両との距離および相対速度から、予測衝突時間Ｔを算出する。回避支援スイッチ１３２０は、映像投射部１２００に投射された映像を見てリスクを検知した車両の乗員がリスク回避のために操作するスイッチである。この回避支援スイッチ１３２０の位置は、映像投射部１２００の位置に応じて、変更される。映像投射部１２００が後席乗員に向けて映像を表示するように設置されている場合には、この回避支援スイッチ１３２０の位置は、後席乗員が操作できる位置となる。映像投射部１２００が前席乗員に向けて映像を表示するように設置されている場合には、この回避支援スイッチ１３２０の位置は、前席乗員が操作できる位置となる。

エンジン制御部１４００は、回避支援制御部１３００からの目標トルク信号に基づいてエンジンを制御する。具体的には、要求スロットル開度を制御して、エンジンから発生するエンジントルクを制御する。

車両制御部１５００は、回避支援制御部１３００からの目標転舵角信号に基づいてＥＰＳ等の転舵装置を制御する。具体的には、目標転舵角に対して運転者の転舵角が少ない場合には、前輪の転舵支援制御を実行する。

図２を参照して、図１の制御装置で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、制御装置は、自車両の車速Ｖを検知する。たとえば、車速Ｖは、車速センサにより検知されたり、自動変速機の出力軸回転数に基づいて算出されたりする。

Ｓ２００にて、制御装置は、自車両の車速Ｖがほぼ０であるか否かを判断する。自車両の車速Ｖがほぼ０であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ３００にて、制御装置の車両周囲検知部１０００は、車両周囲をカメラやミリ波レーダで検知する。

Ｓ４００にて、制御装置は、自車両の後方からの接近車両を検知したか否かを判断する。自車両の車速Ｖがほぼ０であるので、後方の車両との距離の時間の経過とともに小さくなっていると、自車両の後方から接近している車両が存在することを検知することができる。自車両の後方からの接近車両を検知すると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ５００にて、制御装置の予測衝突時間演算部１１００は、後方からの接近車両が自車両に衝突するまでの予測衝突時間Ｔを算出する。

Ｓ６００にて、制御装置は、予測衝突時間Ｔが予め定められたしきい値以下であるか否かを判断する。このしきい値は、自車両の運動性能（回避時間に関係）や余裕時間等に基づいて設定される。予測衝突時間Ｔが予め定められたしきい値以下であると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ７００に移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、この処理は終了する。予測衝突時間Ｔが予め定められたしきい値以下であるとは、自車両にリスクが発生していることを示す。

Ｓ７００にて、制御装置は、後方からの接近車両を含む後方映像を映像投射部１２００に出力する。この映像投射部１２００への出力とともに警報を発生させるようにしてもよい。この映像投射部１２００を見た乗員は、後方からの接近車両により自車両に発生しているリスクを認知できる。

Ｓ８００にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、回避支援スイッチ１３２０がオン状態であるか否かを判断する。回避支援スイッチ１３２０がオン状態であると（Ｓ８００にてＹＥＳ）、処理はＳ９００に移される。もしそうでないと（Ｓ８００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ９００にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、回避支援制御を実行する。すなわち、自車両が、後方からの接近車両により後突されるリスクを回避するように車両を制御する。

図３を参照して、図２のＳ９００の回避支援制御の詳細について説明する。
Ｓ９１０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、運転者操作判断部１３１０からの入力信号に基づいて、運転者操作があるか否かを判断する。運転者操作があると（Ｓ９１０にてＹＥＳ）、処理はＳ９４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ９１０にてＮＯ）、処理はＳ９２０へ移される。

Ｓ９２０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、車両周囲検知部１０００からの車両前方情報に基づいて、自車両の前方に後方からの接近車両を回避するための退避領域があるか否かを判断する。自車両の前方に退避領域があると（Ｓ９２０にてＹＥＳ）、処理はＳ９３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ９２０にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、ここで、回避支援制御を終了させないで、さらなる回避支援制御を行なうことも考えられる。

Ｓ９３０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、回避支援制御（１）を実行する。この回避支援制御（１）は、後方からの接近車両を回避するための自車両の前方にあると検知した退避領域まで車両を移動させるように、車両を制御する。

Ｓ９４０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、運転者操作判断部１３１０からの入力信号に基づいて、運転者操作がステアリング操作であるか否かを判断する。運転者操作がステアリング操作であると（Ｓ９４０にてＹＥＳ）、処理はＳ９５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ９４０にてＮＯ）、処理はＳ９６０へ移される。

Ｓ９５０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、回避支援制御（２）を実行する。この回避支援制御（２）は、後方からの接近車両を回避可能かつ前方障害物を回避できるような転舵角になるように、運転者操作による転舵角との差分を算出して、十分に回避可能になるまで転舵角を加算補正して、目標転舵角を算出する。

Ｓ９６０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、運転者操作判断部１３１０からの入力信号に基づいて、運転者操作がアクセル操作であるか否かを判断する。運転者操作がアクセル操作であると（Ｓ９６０にてＹＥＳ）、処理はＳ９７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ９４０にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、ここで、回避支援制御を終了させないで、さらなる回避支援制御を行なうことも考えられる。

Ｓ９７０にて、制御装置の回避支援制御部１３００は、回避支援制御（３）を実行する。この回避支援制御（３）は、運転者のアクセル開度から算出される通常要求駆動力に対して、後方からの接近車両を回避可能な要求駆動力になるように、運転者操作による要求駆動力との差分を算出して、十分に回避可能になるまで要求駆動力を加算補正して、目標トルクを算出する。なお、要求駆動力から目標トルクへの算出については、回避支援制御部１３００で実行するのではなく、エンジン制御部１４００で実行するようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、車両の制御装置により制御される車両の動作について説明する。なお、以下においては、自車両が停止中に後方から車両が接近した場合について説明する。

自車両が停止しており（Ｓ２００にてＹＥＳ）、車両周囲がカメラやミリ波レーダにより検知される（Ｓ３００）。自車両の後方からの接近車両が検知されると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、接近車両と自車両との予測衝突時間Ｔが算出される（Ｓ５００）。

後方からの接近車両が自車両の存在に気付かないでさらに自車両に接近すると、予測衝突時間Ｔがしきい値以下になる（Ｓ６００にてＹＥＳ）。

映像投射部１２００に後方映像が投射されて（Ｓ７００）、後方からの接近車両による自車両のリスクを認知した自車両の乗員により回避支援スイッチがオン状態にされる（Ｓ８００にてＹＥＳ）。以下、運転者の操作の有無およびその操作の種類に分けて説明する。

［運転者操作がない場合］
運転者が後方からの接近車両によるリスクを認知できない、または、認知しても何ら操作しない場合には（Ｓ９１０にてＮＯ）、前方に退避領域があると（Ｓ９２０にてＹＥＳ）、自車両を運転者操作なしで後突回避可能な位置まで移動させる（Ｓ９３０）。

これにより、運転者が何も操作しない場合でも、図４の矢示Ａに示すように、自車両を前方障害物に衝突しない限りできるだけ前方に移動させて、リスクを回避できる。

［運転者のステアリング操作がある場合］
運転者が後方からの接近車両によるリスクを認知してステアリング操作（多くの場合同時にアクセル操作も行なわれると考えられるがその場合にはＳ９５０の処理とともにＳ９７０の処理が行なわれることになる）した場合には（Ｓ９１０にてＹＥＳかつＳ９４０にてＹＥＳ）、前方に障害物を回避可能かつ後突回避可能な位置まで移動させる（Ｓ９５０）。このとき、転舵角が不足していると、加算補正されて転舵角が大きくされて、自車両に後方からの接近車両が衝突するリスクを回避できる。

これにより、運転者がステアリング操作（加えてアクセル操作）した場合には、図４の矢示Ｂに示すように、自車両を斜め前方に移動させて、リスクを回避できる。

［運転者のアクセル操作がある場合］
運転者が後方からの接近車両によるリスクを認知してアクセル操作（ステアリング操作なし）した場合には（Ｓ９１０にてＹＥＳかつＳ９４０にてＮＯかつＳ９６０にてＹＥＳ）、前方に障害物を回避可能かつ後突回避可能な位置まで車両を移動させる（Ｓ９７０）。このとき、アクセル開度が小さくて駆動力が不足していると、要求駆動力が加算補正されて、自車両に後方からの接近車両が衝突するリスクを回避できる。

これにより、運転者がアクセル操作した場合には、図４の矢示Ａまたは矢示Ｂに示すように、自車両を前方または自車両を斜め前方に移動させて、リスクを回避できる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、運転者自身が自車両のリスクを認知しない場合や認知できない場合に、車両の乗員がそのリスクを認知して回避操作行動を行なうと（回避支援スイッチをオン状態にすると）、運転者がステアリングやアクセルを操作していない場合でも車両をリスクから回避させるように移動できる。さらに、運転者がステアリング操作やアクセル操作した場合に、その転舵角や要求駆動力ではリスクを十分に回避できない場合には、操作量を加算補正して、車両をリスクから回避させるように移動できる。

なお、上述においては、自車両が受ける後突のリスクを、前方または斜め前方に車両を回避可能なまでに退避させるようにしてリスク回避支援を実行するように説明した。しかしながら、本発明は、このような後突に限定されるものではなく、さらにこのような回避動作に限定されるものではない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の制御ブロック図である。本発明の実施の形態に係る車両の制御装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。図２のＳ９００における処理プログラムの制御構造を示すフローチャートである。回避動作を説明するための図である。

符号の説明

１０００車両周囲検知部、１１００予測衝突時間演算部、１２００映像投射部、１３００回避支援制御部、１３１０運転者操作判断部、１３２０回避支援スイッチ、１４００エンジン制御部、１５００車両制御部。

Claims

車両の周囲の情報に基づいて前記車両のリスクを判定するための判定手段と、
前記リスク判定手段により判定されたリスクが予め定められた条件を満たす場合に、前記リスクの存在を車両の乗員に報知するための報知手段と、
前記報知に対応して、前記乗員により予め定められた操作が行なわれると、前記リスクを回避するように前記車両を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
前記判定手段は、前記車両に接近する車両の存在に基づいて前記リスクを判定するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記車両は停止しており、
前記判定手段は、前記車両の後方から接近する車両の存在に基づいて前記リスクを判定するための手段を含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
前記報知手段は、前記リスクの存在を前記車両の運転者以外の乗員に報知するための手段を含み、
前記制御手段は、前記運転者以外の乗員により予め定められた操作が行なわれると、前記車両を制御するための手段を含む、請求項３に記載の車両の制御装置。
前記制御手段は、前記車両の運転者による回避操作を支援するように前記車両を制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。