JP2008287481A - 車両の走行支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信により取得した他車両の走行状態情報に基づいて他車両の車両姿勢を推定し自車両の走行支援に反映する。
【解決手段】他車両との間で通信可能な双方向無線機５と、双方向無線機５により取得された情報に基づき車両の走行支援を行う演算部６と、を備えた車両の走行支援装置において、道路情報を記憶する道路情報記憶部４と、道路情報記憶部４に記憶された道路上の車両位置を検出するＧＰＳ受信器２と、車両の走行状態を検出する走行状態検出部３と、を備え、双方向無線機５は他車両との間で車両位置情報および走行状態情報を送受信し、演算部６は双方向無線機５により取得された他車両の走行状態情報および道路情報記憶部４に記憶された道路情報に基づいて該他車両の道路進行方向に対する車両姿勢を推定するとともに、推定された該他車両の車両姿勢に基づいて自車両の減速制御を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、減速支援などを行う車両の走行支援装置に関するものである。

自車両と他車両との間で行う車車間通信により他車両の走行状態情報を取得し、自車両の走行状態と車車間通信により取得した他車両の走行状態情報に基づいて衝突の発生を予測し、衝突の発生が予測された場合に該他車両の走行状態に応じて衝突の衝撃を低減するように自車両の走行を制御する走行支援装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２２２６３号公報

ところで、自車両の走行車線の前方を走行する先行車両や自車両の前方の対向車線を走行する対向車両（以下、事故車両と称す）が運転を誤り、スピンして停止する場合がある。
このときに、事故車両が車両正面方向を道路進行方向とほぼ同方向あるいは真逆方向に向けて停止した場合には、自車両は事故車両の横を通過することで衝突を回避することができるので、自車両に対する走行支援の緊急度はそれほど高くない。

しかしながら、前記事故車両が車両正面方向を例えば道路進行方向に対してほぼ直角に向けて停止した場合には、自車両が事故車両の横を通過することができる確率が非常に低くなるので、このような場合には自車両に対する走行支援の緊急度が高くなり、自車両を確実に減速させる必要がある。
このように、停止した事故車両の道路に対する車両姿勢によって自車両に対する走行支援の緊急度も大きく相違するが、従来の車両の走行支援装置は、停止した事故車両の車両姿勢を考慮していなかった。

そこで、この発明は、通信により取得した他車両の走行状態情報に基づいて停止した他車両の車両姿勢を推定し自車両の走行支援に反映させることができる車両の走行支援装置を提供するものである。

この発明に係る車両の走行支援装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、車両に搭載され車外情報提供設備（例えば、後述する実施例における基地局２０）または他車両との間で通信可能な通信手段（例えば、後述する実施例における双方向無線機５）と、前記通信手段により取得された情報に基づき車両の走行支援を行う走行支援手段（例えば、後述する実施例における演算部６）と、を備えた車両の走行支援装置（例えば、後述する実施例における走行支援装置１）において、道路情報を記憶する記憶手段（例えば、後述する実施例における道路情報記憶部４）と、前記記憶手段に記憶された道路上の車両位置を検出する位置検出手段（例えば、後述する実施例におけるＧＰＳ受信器２）と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（例えば、後述する実施例における走行状態検出部３）と、を備え、前記通信手段は前記車外情報提供設備または他車両との間で車両位置情報および走行状態情報を送受信し、前記走行支援手段は前記通信手段により取得された他車両の走行状態情報および前記記憶手段に記憶された道路情報に基づいて該他車両の道路進行方向に対する車両姿勢を推定するとともに、推定された該他車両の車両姿勢に基づいて自車両の減速制御または乗員に対する警告を行うことを特徴とする。
このように構成することにより、他車両の道路進行方向に対する車両姿勢に応じて自車両の減速制御や乗員への警告を実行することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記走行状態検出手段は車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサを含み、前記走行支援手段は、前記通信手段により取得された他車両のヨーレート信号に基づいて該他車両の車両正面方向を推定するとともに、推定された前記他車両の車両正面方向と前記記憶手段に記憶された該他車両が位置する道路の進行方向との偏差に基づいて該他車両の道路進行方向に対する車両姿勢を推定し、前記偏差が判定閾値以上の場合に自車両の減速制御または乗員に対する警告を行うことを特徴とする。
このように構成することにより、他車両の道路進行方向に対する車両姿勢を適正に推定することが可能になり、また、前記偏差が判定閾値以上であれば他車両が異常な車両姿勢で停止していると推定して、自車両の減速制御または乗員に対する警告を行うことが可能になる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記走行支援手段は、前記偏差に基づいて推定される前記他車両の道路進行方向に対する車両姿勢が直交する姿勢に近いほど、自車両の減速制御または乗員に対する警告を促進することを特徴とする。
このように構成することにより、他車両の車両姿勢が道路を塞いでいるような自車両の走行支援をすべき緊急度が大きいときほど、自車両の減速制御または乗員に対する警告を促進することができる。

請求項１に係る発明によれば、他車両の道路進行方向に対する車両姿勢に応じて自車両の減速制御や乗員への警告を実行することができるので、緊急度に応じて自車両に対し適切な走行支援が可能になる。

請求項２に係る発明によれば、他車両が異常な車両姿勢で停止していると推定して自車両の減速制御または乗員に対する警告を適正に行うことが可能になる。

請求項３に係る発明によれば、他車両の車両姿勢が道路を塞いでいるような自車両の走行支援をすべき緊急度が大きいときほど、減速制御または乗員に対する警告を促進することができるので、自車両と前記他車両との衝突を確実に回避あるいは衝突時の衝撃を軽減することができる。

以下、この発明に係る車両の走行支援装置の実施例を図１から図４の図面を参照して説明する。
この実施例では、例えば図２に示すように、自車両Ｖｍが片側１車線の直線路を走行しており、自車両Ｖｍの走行車線の前方を走行する他車両である先行車両Ｖｏがスピンして停止した場合を想定する。

自車両Ｖｍは図１に示すように走行支援装置１を備えている。走行支援装置１は、ＧＰＳ受信器（位置検出手段）２、走行状態検出部（走行状態検出手段）３、道路情報記憶部（記憶手段）４、双方向無線機（通信手段）５、演算部（走行支援手段）６、ナビゲーション装置７、スピーカ（警告手段）８、ブレーキ装置（制動手段）９、シートベルト（警告手段）１０を備えている。

ＧＰＳ受信器２は、例えば人工衛星を利用して車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号や、例えば適宜の基地局２０を利用してＧＰＳ信号の誤差を補正して測位精度を向上させるためのＤ（Differential）ＧＰＳ信号等の測位信号を受信し、自車両Ｖｍの現在位置情報として演算部６へ出力する。

走行状態検出部３は、自車両Ｖｍの走行状態情報として、例えば自車両Ｖｍの走行速度（車速）を検出する車速センサや、ヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、車速センサやヨーレートセンサの出力を適宜に処理して自車両Ｖｍの絶対位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出する絶対位置算出装置などを備えて構成されており、検出した自車両Ｖｍの走行状態情報を演算部６へ出力する。

道路情報記憶部４は、道路に係るノード情報およびカーブ情報を道路データとして記憶しており、ノード情報は、例えば道路形状を把握するための座標点のデータであり、カーブ情報は、例えばリンク（つまり、各ノード間を結ぶ線）上に設定されたカーブの開始点および終了点に加えて、カーブの曲率に係る情報（例えば、カーブの曲率や半径Ｒおよび極性）と、カーブの深さに係る情報（例えば、カーブの通過に要する旋回角θやカーブの長さ等）とから構成されている。また、道路情報記憶部４は、道路幅、車線数、道路種別（国道、県道など）などの道路属性データ等も記憶している。

双方向無線機５は、自車両Ｖｍの走行状態情報（例えば、自車両Ｖｍの位置情報としての絶対位置座標、速度、ヨーレート等）をアンテナ５ａを介して他車両Ｖｏや基地局２０に送信するとともに、他車両Ｖｏや基地局２０から送信された他車両Ｖｏの走行状態情報（例えば、他車両Ｖｏの位置情報としての絶対位置座標、速度、ヨーレート等）を受信し、受信した走行状態情報を演算部６へ出力する。

演算部６は、ＣＰＵ（中央演算装置）を備えて構成され、双方向無線機５により受信した他車両Ｖｏの走行状態情報に基づいて他車両Ｖｏの車両姿勢を推定し、推定した車両姿勢に応じて自車両Ｖｍの減速制御や警告制御を実行する。

ナビゲーション装置７は、ＧＰＳ受信器２から入力した自車両Ｖｍの現在位置情報および走行状態検出部３で検出した自車両の絶対位置座標に基づいて、自車両Ｖｍの現在位置および進行方向を検知し、この検知結果に基づき、道路情報記憶部４に格納された道路情報に対してマップマッチングを行い、表示画面上での自車両Ｖｍの現在位置の表示位置を制御すると共に、検出された自車両Ｖｍの現在位置あるいは各種スイッチやキーボード等を介して操作者により入力された適宜の車両位置に対して、表示画面上での地図表示を制御する。

スピーカ８は、演算部６から出力される制御指令に応じて警報音あるいは合成音声を発する。この実施例において、スピーカ８は警告手段を構成する。
ブレーキ装置９は、演算部６から出力される制御指令に応じて自車両Ｖｍのブレーキアクチュエータを作動させて、ブレーキアシスト（減速支援）を行う。
シートベルト装置１０は、衝突の可能性がある場合に、演算部６から出力される制御指令に応じて自車両Ｖｍのシートベルトアクチュエータを作動させシートベルトを引き込むことで、自車両Ｖｍの乗員に体感的な警告を行う。この実施例において、シートベルト装置１０は警告手段を構成する。

一方、他車両Ｖｏは、ＧＰＳ受信器２、走行状態検出部３、道路情報記憶部４、双方向無線機５、演算部６、ナビゲーション装置７、スピーカ８を備えている。これら各構成は自車両Ｖｍのものと同じであるので説明を省略する。

次に、自車両Ｖｍの走行支援装置１の演算部６において実行される走行支援処理について、前述したように自車両Ｖｍの走行車線の前方を走行する先行車両（他車両）Ｖｏがスピンして停止した場合を例にして、図３のフローチャートに従って説明する。なお、図３のフローチャートに示す走行支援処理ルーチンは一定時間毎に繰り返し実行される。

まず、ステップＳ０１において、自車両Ｖｍの走行状態検出部３から現在の自車両Ｖｍのヨーレート、車速、絶対位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を読み込むとともに、ＧＰＳ受信器２から現在の自車両Ｖｍの位置情報を読み込み、道路情報記憶部４から自車両Ｖｍの現在地に対応する道路情報（車線数、道路幅等）を取得する。

次に、ステップＳ０２に進み、自車両が道路情報記憶部４に記憶された道路情報に対応した道路上を走行しているか否かを判定する。
ステップＳ０２における判定結果が「ＮＯ」（道路外）である場合には、本ルーチンの実行を一旦終了する。

ステップＳ０２における判定結果が「ＹＥＳ」（道路上）である場合には、ステップＳ０３に進み、自車両Ｖｍの走行状態に基づいて自車両Ｖｍの推定走行軌跡を算出する。
次に、ステップＳ０４に進み、双方向無線機５を介して取得した先行車両Ｖｏの位置情報（絶対位置座標）に基づいて、先行車両Ｖｏの走行軌跡を算出する。
次に、ステップＳ０５に進み、自車両Ｖｍの推定走行軌跡と先行車両Ｖｏの走行軌跡が重なるか否かを判定する。
ステップＳ０５における判定結果が「ＮＯ」（重ならない）である場合には、本ルーチンの実行を一旦終了する。

ステップＳ０５における判定結果が「ＹＥＳ」（重なる）である場合には、ステップＳ０６に進み、先行車両追従走行時における加減速モデルを適用し、自車両Ｖｍと先行車両Ｖｏとの相対位置に基づいて、式（１）から自車両Ｖｍの目標減速度α_Ｆを算出する。
α_Ｆ＝Ｋ_１（Ｒ−Ｔｈｗ・Ｖ）＋Ｋ_２（ｄＲ／ｄｔ） ・・・ 式（１）
ここで、Ｒは現時点の自車両Ｖｍと先行車両Ｖｏの車間距離、Ｔｈｗは目標車間距離を自車両の車速を基準にして時間で表した目標車間時間、Ｖは自車両Ｖｍの現時点の車速、ｄＲ／ｄｔは車間距離の時間的変化、Ｋ_１，Ｋ_２は定数である。

次に、ステップＳ０７に進み、目標減速度α_Ｆが閾値αよりも大きいか否かを判定する。ここで、閾値αは、先行車両Ｖｏの車両正面方向と先行車両Ｖｏが位置している道路の進行方向との角度差（偏差）Δθに応じて変更する。閾値αの設定処理については後述する。

ステップＳ０７における判定結果が「ＹＥＳ」（α_Ｆ＞α）である場合には、ステップＳ０８に進み、自車両Ｖｍに対して最大制動を実行させるべく、ブレーキ装置９に最大制動指令を出力し、本ルーチンの実行を一旦終了する。つまり、自車両Ｖｍを最大制動することによって、先行車両Ｖｏとの接触を回避あるいは接触時の衝撃を低減する。
一方、ステップＳ０７における判定結果が「ＮＯ」（α_Ｆ≦α）である場合には、本ルーチンの実行を一旦終了する。

次に、閾値αの設定処理を図４のフローチャートに従って説明する。なお、図４のフローチャートに示す閾値α設定処理ルーチンは一定時間毎に繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１において、双方向無線機５を介して先行車両Ｖｏの車両情報を取得しているか否かを判定する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」（取得していない）である場合には、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（所得している）である場合に、ステップＳ１０２に進み、双方向無線機５を介して取得した先行車両Ｖｏの位置情報に基づき、先行車両Ｖｏが位置する道路情報を道路情報記憶部４から取得し、先行車両Ｖｏが位置する道路の進行方向（道路進行方向）θｄを読み込む。

次に、ステップＳ１０３に進み、双方向無線機５を介して取得した先行車両Ｖｏのヨーレート値を積算することにより、先行車両Ｖｏの車両正面方向（進行方向）θｉを算出（推定）する。
次に、ステップＳ１０４に進み、先行車両Ｖｏが位置する道路の進行方向θｄと先行車両Ｖｏの車両正面方向θｉとの角度差Δθを算出する。

次に、ステップＳ１０５に進み、角度差Δθの正弦の絶対値が０．８より大きいか否かを判定する。
ステップＳ１０５における判定結果が「ＹＥＳ」（｜ｓｉｎΔθ｜＞０．８）である場合には、ステップＳ１０６に進み、閾値αを０．３Ｇに設定し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ１０５における判定結果が「ＮＯ」（｜ｓｉｎΔθ｜≦０．８）である場合には、ステップＳ１０７に進み、角度差Δθの正弦の絶対値が０．６より大きいか否かを判定する。

ステップＳ１０７における判定結果が「ＹＥＳ」（｜ｓｉｎΔθ｜＞０．６）である場合には、ステップＳ１０８に進み、閾値αを０．４Ｇに設定し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ１０７における判定結果が「ＮＯ」（｜ｓｉｎΔθ｜≦０．６）である場合には、ステップＳ１０９に進み、角度差Δθの正弦の絶対値が０．４より大きいか否かを判定する。

ステップＳ１０９における判定結果が「ＹＥＳ」（｜ｓｉｎΔθ｜＞０．４）である場合には、ステップＳ１１０に進み、閾値αを０．５Ｇに設定し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ１０９における判定結果が「ＮＯ」（｜ｓｉｎΔθ｜≦０．４）である場合には、ステップＳ１１１に進み、閾値αを通常値である０６Ｇに設定し、本ルーチンの実行を一旦終了する。つまり、この実施例において、｜ｓｉｎΔθ｜＝０．４に対応する角度差Δθは、自車両Ｖｍに対する減速制御を促進すべきか否かの判定閾値と言える。

このように閾値αを設定する理由を説明する。角度差Δθの正弦の絶対値が１に近いほど、先行車両Ｖｏはその車両正面方向を道路進行方向に対して直交に近い姿勢で停止していることになるので、先行車両Ｖｏが道路を塞ぐ度合いが大きくなる。一方、角度差Δθの正弦の絶対値が０に近いほど、先行車両Ｖｏはその車両正面方向を道路進行方向に対して平行に近い姿勢で停止していることになるので、先行車両Ｖｏが道路を塞ぐ度合いが小さくなる。したがって、自車両Ｖｍに対する走行支援の緊急度は前者の方が後者よりも大きいと言える。

そこで、角度差Δθの正弦の絶対値が１に近いほど、換言すると先行車両Ｖｏの車両正面方向が道路進行方向に対して直交に近い姿勢であるほど、閾値αを小さい値に設定することによって、最大制動の実行をより遠方から開始し、走行支援を促進する。

このように、この走行支援装置１によれば、双方向無線機５を介して取得した先行車両Ｖｏの走行状態情報に基づいて、先行車両Ｖｏの道路進行方向に対する車両姿勢を適正に推定することが可能である。
また、先行車両Ｖｏの車両正面方向と道路の進行方向との角度差Δθが前記判定閾値以上の場合には先行車両Ｖｏが異常な車両姿勢で停止していると推定して、自車両の減速制御を通常時よりも促進することが可能になる。
また、先行車両Ｖｏの車両正面方向が道路進行方向に対して直交に近い姿勢であるほど閾値αを小さい値に設定しているので、先行車両Ｖｏの車両姿勢が道路を塞いでいるような自車両に対し走行支援をすべき緊急度が大きいときほど、自車両の減速制御を促進することができる。その結果、自車両Ｖｍと先行車両Ｖｏとの衝突を確実に回避あるいは衝突時の衝撃を軽減することができる。

この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、先行車両Ｖｏの車両正面方向と先行車両Ｖｏが位置している道路の進行方向との角度差（偏差）Δθに応じて変更閾値αを変更し、目標減速度α_Ｆが閾値αより大きい場合に最大制動を実行するようにしているが、この制動制御と並行して警告制御を実行してもよい。警告制御は、例えば、シートベルトを強く引き込んで乗員に体感的に警告を行ってもよいし、スピーカ８から警報音を発して乗員に聴覚的に警告を行ってもよいし、ナビゲーション装置７等の表示画面に警報表示を行い、視覚的に警告を行ってもよい。このようにすると、角度差Δθが判定閾値以上の場合に、自車両の乗員に対する警告を通常時よりも促進することができる。

前述した実施例では自車両の走行車線を走行する先行車両を他車両としたが、対向車線を走行する対向車両を他車両とし、自車両の走行支援を行うことも可能である。
基地局２０は、路側設備であってもよいし、インターネット上のサーバであってもよい。

この発明に係る車両の走行支援装置の実施例における機能ブロック図である。 自車両の走行車線前方を走行する先行車両がスピンして停止したときに自車両の走行支援装置が作動する場合を示す説明図である。 前記実施例における走行支援処理を示すフローチャートである。 前記実施例における閾値設定処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両の走行支援装置
２ ＧＰＳ受信器（位置検出手段）
３ 走行状態検出部（走行状態検出手段）
４ 道路情報記憶部（記憶手段）
５ 双方向無線機（通信手段）
６ 演算部（走行支援手段）
２０ 基地局（車外情報提供設備）
Ｖｍ 自車両
Ｖｏ 先行車両（他車両）

Claims (3)

1. 車両に搭載され車外情報提供設備または他車両との間で通信可能な通信手段と、
   前記通信手段により取得された情報に基づき車両の走行支援を行う走行支援手段と、
   を備えた車両の走行支援装置において、
   道路情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された道路上の車両位置を検出する位置検出手段と、
   車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   を備え、前記通信手段は前記車外情報提供設備または他車両との間で車両位置情報および走行状態情報を送受信し、前記走行支援手段は前記通信手段により取得された他車両の走行状態情報および前記記憶手段に記憶された道路情報に基づいて該他車両の道路進行方向に対する車両姿勢を推定するとともに、推定された該他車両の車両姿勢に基づいて自車両の減速制御または乗員に対する警告を行うことを特徴とする車両の走行支援装置。
2. 前記走行状態検出手段は車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサを含み、
   前記走行支援手段は、前記通信手段により取得された他車両のヨーレート信号に基づいて該他車両の車両正面方向を推定するとともに、推定された前記他車両の車両正面方向と前記記憶手段に記憶された該他車両が位置する道路の進行方向との偏差に基づいて該他車両の道路進行方向に対する車両姿勢を推定し、前記偏差が判定閾値以上の場合に自車両の減速制御または乗員に対する警告を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の走行支援装置。
3. 前記走行支援手段は、前記偏差に基づいて推定される前記他車両の道路進行方向に対する車両姿勢が直交する姿勢に近いほど、自車両の減速制御または乗員に対する警告を促進することを特徴とする請求項２に記載の車両の走行支援装置。

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