JP2008308032A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制動制御後において車両が経路方向とは異なる方向へ発進するおそれを低減することが可能な車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御装置１は、車両を停止させる制動制御を行った後、所定のタイミングで制動制御を解除する制動制御部１１を備えている。さらにこの車両制御装置１は、制動制御後に、車両が走行する経路方向を取得する経路方向取得部１２と、その制動制御を解除した後の車両の進行方向を推定する進行方向推定部１３と、を備え、制動制御部１１は、経路方向と進行方向との偏差が所定値よりも大きい場合にその制動制御を保持する。
【選択図】図４

Description

本発明は、制動制御後の車両の挙動を制御する車両制御装置に関するものである。

赤信号や一時停止に対して車両が停止せずに進入しようとした場合、運転者に注意喚起や警報を行い、それでも停止操作が為されない場合には、介入制御を実施し停止線前に強制的に停止させる制動制御を行う車両制御装置が知られている。

例えば特許文献１に示されている技術は、こうした技術の一例であって、運転者が信号機や一時停止標識を見逃したとしても、車両を自動的に制動させることが可能となると記載されている。
特開２００６−２２４７５４号公報

しかしながら、このような制動制御を行った結果、急ブレーキ故に経路に対して車両が真直ぐに停止できなかったり、運転者が慌ててステアリング操作をしたりした場合には、そのままブレーキを解除すると、停止時の車両の向きやステアリング角によっては、車両が経路方向とは異なる向きに発進し、運転者が違和感を抱くおそれがある。

そこで、本願発明は、制動制御後において車両が経路方向とは異なる方向へ発進するおそれを低減することが可能な車両制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両制御装置は、車両を停止させる制動制御を行った後、所定のタイミングで制動制御を解除する制動制御手段を備えた車両制御装置において、制動制御後に、車両が走行する経路方向を取得する経路方向取得手段と、その制動制御を解除した後の車両の進行方向を推定する進行方向推定手段と、を備え、制動制御手段は、経路方向と進行方向との偏差が所定値よりも大きい場合に制動制御を保持することを特徴とする。

この車両制御装置では、経路方向と進行方向との偏差が所定値よりも大きい場合に制動制御を保持するため、制動制御後において車両が経路方向とは異なる方向へ発進するおそれを低減することができる。

ここで、車両制御装置は、経路方向と進行方向との偏差が所定値より大きい場合に、その偏差に基づいて、経路方向に車両を進行させるよう操舵修正するための目標量を算出する目標量算出手段と、実際に操舵修正された操舵修正量を検出する操舵修正量検出手段と、を備え、制動制御手段は、目標量と操舵修正量とに基づいて、制動制御を解除すると好ましい。このようにすれば、制動制御を解除したときに、経路方向に車両を確実に進行させることができる。

車両制御装置は、目標量を運転者に通知する通知手段を備えると好ましい。このようにすれば、経路方向に車両を進行させるために必要な操舵量を運転者に認識させることができ、操舵修正をアシストすることができる。

車両制御装置は、目標量に基づいて、操舵修正を行う操舵修正手段を備えると好ましい。このようにすれば、経路方向に車両を進行させるための操舵修正を自動で行うことができる。

本発明によれば、制動制御後において車両が経路方向とは異なる方向へ発進するおそれを低減することが可能な車両制御装置を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図中、同一または相当部分には同一符号を用い、重複する説明を省略することとする。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る車両制御装置の具体的構成について説明する前に、インフラ設備と協調した車両を緊急停止させるための制動制御と、それにより生じ得る問題点について説明する。

図１は、本実施形態に係る車両制御装置とインフラ設備とが協調することで、介入制御により車両Ｍを緊急停止させる状況を示す図である。図１に示すように、車両Ｍは、車両側通信装置を介して、位置Ｘ１で光ビーコンなどの路側通信装置１０から、前方交差点における信号機や停止線Ｔまでの距離などの道路情報を取得する。この道路情報を取得してから、位置Ｘ２で車速センサからの車速情報を取得すると共にブレーキセンサからのブレーキ情報を監視することにより、車両Ｍが停止線Ｔの手前で停止することができるか否かを判断する。そして、停止線Ｔ手前で停まることができないと判断した場合は、位置Ｘ３に示す緊急停止（強制ブレーキ）区間で介入制御により、車両Ｍを制動制御して強制的に停止させる。

このような緊急停止を行った場合、急ブレーキ故に経路に対して車両Ｍが真直ぐに停止できなかったり、運転者が慌ててステアリング操作をしたりする場合がある。例えば図２（ａ）に示すように、経路方向をＡ、車両Ｍの進行方向をＢとすると、特にウェット路や凍結路、未舗装路などでは急ブレーキによりスリップしやすく、ステアリング角度は真直ぐでも車両Ｍの向きが経路に対して傾くことで、経路方向Ａと進行方向Ｂとが大きくズレることがある。

また、例えば図３（ａ）に示すように、車両Ｍの向きは真直ぐでもステアリングが切られることで、経路方向Ａと進行方向Ｂとが大きくズレることがある。なお、図示はしないが、車両Ｍの向きが経路に対して傾くと共に、ステアリングが切られることで、経路方向Ａと進行方向Ｂとが大きくズレることもある。

このような状況で、ブレーキが解除されるまでの数秒間や解除直後の走行中に、即座にステアリングを操作して正しい進行方向に修正することは、初心者やシステムに不慣れな運転者に限らず、多くの運転者にとって困難な操作である。

このような場合、そのままブレーキ操作による制動制御を解除すると、車両Ｍが経路方向とは異なる向きに発進し、運転者が違和感を抱くおそれがある。例えば、図２（ａ）に示す場合は、制動制御を解除して再発進すると、車両Ｍは経路方向Ａに対して左側に進行してしまう。一方で、図３（ａ）に示す場合は、制動制御を解除して再発進すると、車両Ｍは経路方向Ａに対して右側に進行してしまう。

そこで、本実施形態に係る車両制御装置は、このような制動制御後において車両Ｍが経路方向Ａとは異なる方向へ発進するおそれを低減するように、車両Ｍを制御するものである。より詳細には、経路方向Ａと進行方向Ｂとの角度の偏差αが所定値を越える場合は、制動制御を保持する。そして、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、車両Ｍの予想進行方向Ｂ’と経路方向Ａとが一致する方向にステアリング角度が修正されて初めて、制動制御を解除する。なお、図２（ｂ）に示す例において、予想進行方向Ｂ’が経路方向Ａに合致するまでに移動が許容される経路方向Ａの許容距離Ｌは、車線幅データや車両側方センサ等により、車両Ｍが路肩工作物や障害物を避けられるような軌跡を描くように設定することが好ましい。

図４は、第１実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。図４に示すように、車両制御装置１は、車両制御ＥＣＵ（Electronic control Unit）２を備えている。

車両制御ＥＣＵ２には、車速センサ３、ブレーキセンサ４、操舵角センサ５、ヨーレートセンサ６、撮像装置７、車両用ナビゲーション装置８、車両側通信装置９、ブレーキＥＣＵ１８、表示装置（通知手段）１９、音声出力装置（通知手段）２０、操舵ＥＣＵ２１が接続されている。

車速センサ３は、制御対象である車両Ｍの車速を検出する。ブレーキセンサ４は、運転者のブレーキ操作を検出する。操舵角センサ５は、運転者によるステアリングの操舵角を検出する。ヨーレートセンサ６は、車両Ｍの一部（例えば中央部）に設けられており、車両Ｍに掛かるヨーレートを検出する。撮像装置７は、車両前方を撮像するカメラであって、例えばフロントウィンドウの上部に取り付けられている。

車両用ナビゲーション装置８は、図示しない地図情報記憶部とＧＰＳ（Global Positioning System）などを利用した自車の位置検出部とを有し、地図情報と自車位置情報と目的地情報とに基づいて、液晶画面やスピーカを介して、目的地までの車両Ｍの走行を案内する。車両側通信装置９は、光ビーコンなどの路側通信装置１０との間で通信を行い、前方交差点における信号機や停止線Ｔまでの距離などの道路情報を取得する。

ブレーキＥＣＵ１８は、図示しないブレーキ装置を制御することで車両Ｍを制動する。表示装置１９は、例えばインパネ液晶画面であって、制動制御が行われた後、車両Ｍが経路方向とは異なる向きに発進するおそれがある場合に、経路方向に車両Ｍを進行させるよう操舵修正するための操舵目標量や操舵方向を表示する。音声出力装置２０は、上記した操舵目標量や操舵方向を音声で運転者に通知する。なお、車両用ナビゲーション装置８を備える場合は、その液晶画面やスピーカをそれぞれ表示装置１９や音声出力装置２０として機能させてもよい。操舵ＥＣＵ２１は、図示しないステアリング装置を制御し、ステアリングに左右不対称のアシストトルクを与えることで、上記した操舵修正時の操舵方向を運転者に認知させる。

車両制御ＥＣＵ２は、制動制御部（制動制御手段）１１、経路方向取得部（経路方向取得手段）１２、進行方向推定部（進行方向推定手段）１３、偏差判定部１４、目標量算出部（目標量算出手段）１５、操舵修正量検出部（操舵修正量検出手段）１６、データ記憶部１７を有している。

制動制御部１１は、緊急停止のときの制動やその解除のための指令をブレーキＥＣＵ１８に送ることで、制動制御やその解除を行う。経路方向取得部１２は、制動制御が行われた後、路側通信装置１０から取得して後述するデータ記憶部１７に記憶されている道路情報に基づき、車両Ｍが現在停止している道路が延びる経路方向を取得する。

進行方向推定部１３は、操舵角センサ５から緊急停止後のステアリングの角度（操舵角）を取得する。また、ヨーレートセンサ６や車両用ナビゲーション装置８からの情報に基づいて、緊急停止後の車両Ｍの向きを取得する。そして、取得したステアリング角と車両Ｍの向きとに基づいて、制動制御を解除した後の車両Ｍの進行方向を推定する。

偏差判定部１４は、経路方向取得部１２からの経路方向と進行方向推定部１３からの進行方向とに基づき、経路方向と進行方向との角度の偏差αが所定値以下であるか否かを判定する。

目標量算出部１５は、偏差判定部１４で偏差αが所定値を超えると判定された場合に、その偏差αに基づいて、経路方向に車両Ｍを進行させるよう操舵修正するための操舵角の目標量を算出する。そして、目標量算出部１５は、表示装置１９にその目標量と操舵方向とを表示させるための指令を送る。また、目標量算出部１５は、音声出力装置２０にその目標量と操舵方向とを発声させるための指令を送る。さらに、目標量算出部１５は、操舵方向を運転者に認知させるため、ステアリングに左右不対称のアシストトルクを与えるように操舵ＥＣＵ２１に指令を送る。

操舵修正量検出部１６は、操舵角センサ５からの出力に基づいて、緊急停止後のステアリング角度から操舵修正された操舵修正量を検出する。そして、上記した制動制御部１１は、目標量算出部１５で算出された操舵修正のための目標量と操舵修正量検出部１６で検出された操舵修正量とに基づいて、制動制御を解除する。より詳細には、制動制御部１１は、操舵修正量が目標量に対して所定の誤差範囲内にあるか否かを判定し、操舵修正量が所定の誤差範囲内にあって、経路方向に車両Ｍを進行させるよう操舵修正されたと判定した場合に、そのタイミングで、制動制御を解除するようブレーキＥＣＵ１８に指令を送る。

データ記憶部１７は、車両側通信装置９と路側通信装置１０との通信で取得した、前方交差点における信号機や停止線Ｔまでの距離などの道路情報を記憶する。

次に、上述した車両制御装置１による車両制御について、図５のフローチャートを参照して説明する。

まず、車両Ｍは交差点の所定距離手前に到達すると、車両側通信装置９を介した路側通信装置１０との路車間通信により、前方交差点における信号機や停止線Ｔまでの距離などの道路情報を取得し、これを車両制御ＥＣＵ２のデータ記憶部１７に記憶する（ステップＳ５０１）。次に、制動制御部１１は、次の交差点までの間で、車速センサ３からの車速情報、ブレーキセンサ４からのブレーキ情報、及び撮像装置７からの前方画像情報を監視し、これら情報とデータ記憶部１７に記憶された前方の道路情報とを利用して、このままでは停止線Ｔで停止できずにそのまま通過してしまうおそれがある場合、表示装置１９や音声出力装置２０を介して注意喚起乃至警報を行う。それでも停止操作がなされないような場合は、緊急停止のための制動制御が必要か否かを判定する（ステップＳ５０２）。ここで、緊急停止が不要と判定されれば、車両制御処理は終了される。

一方、ステップＳ５０２で制動制御が必要であると判定されると、制動制御部１１は、ブレーキＥＣＵ１８に指令を送って、介入制御により車両Ｍを制動制御して緊急停止させ、そのままブレーキを作動させた状態で制動制御を保持する（ステップＳ５０３）。

次に、経路方向取得部１２は、データ記憶部１７に記憶された道路情報を利用して、緊急停止した位置での車両Ｍの経路方向Ａを取得する（ステップＳ５０４）。また、進行方向推定部１３は、車両Ｍの傾きとステアリング角を操舵角センサ５とヨーレートセンサ６から読み出す（ステップＳ５０５）。そして、進行方向推定部１３は、現状態で車両Ｍの制動制御を解除した場合の車両進行方向を推定する（ステップＳ５０６）。

次に、偏差判定部１４は、経路方向Ａと推定された進行方向Ｂとの偏差αを算出し（ステップＳ５０７）、その偏差αが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ５０８）。ここで所定値は、車両Ｍが推定された進行方向にそのまま進んだ場合、直ぐに車線から逸脱してしまうような場合の偏差αにより定められ、例えば、＋２０度〜−２０度の角度範囲の中の任意の値が所定値として設定される。

次に、偏差αが所定値以下であればステップＳ５１２に進み、制動制御部１１は、ブレーキＥＣＵ１８に指令を送って制動制御の保持を解除する。一方、経路方向Ａと進行方向Ｂとの偏差αが所定値を超えている場合、目標量算出部１５は、偏差αに基づいて、経路方向Ａに車両Ｍを進行させるのに必要な操舵修正のための操舵角の目標量と、その操舵修正の方向を算出する（ステップＳ５０９）。そして、目標量算出部１５は、表示装置１９にその目標量と操舵修正方向とを表示するよう指令を送ると共に、目標量と操舵修正方向とが音声でアナウンスされるよう音声出力装置２０に指令を送る（ステップＳ５１０）。なお、図２（ｂ）に示すように、操舵修正のための操舵角の目標量は、例えばステアリング角をわずかに操舵修正するだけで、より長い許容距離Ｌを使って車両進行方向Ｂを経路方向Ａに修正することは可能であるが、道路前方や側方の状態から最適なステアリング角度が算出されることが好ましい。

このとき、表示装置１９と音声出力装置２０からの操舵修正支援に加え、操舵ＥＣＵ２１によりステアリングに左右不対称のアシストトルクを加えることも有効である。このように、左右どちらかのアシストトルクを大きくすることで、運転者に操舵方向を認識させることが可能である。

次に、操舵修正量検出部１６は、操舵角センサ５からのデータに基づいて、緊急停止した状態から運転者がステアリングを操作して修正した操舵角の修正量を検出する。そして、制動制御部１１は、目標量算出部１５で算出した目標量と操舵修正量検出部１６で検出した操舵修正量とに基づいて、表示装置１９や音声出力装置２０で指示した通りの操舵修正があるか否かを判定する（ステップＳ５１１）。なお、指示通りの操舵修正があるか否かを判定するに当たっては、操舵修正量が目標量に一致するか否かで判定してもよいが、そこまで厳密に判定する必要は無く、操舵修正量が目標量に対して所定の誤差範囲内にあるか否かを判定すれば足りる。そして、指示通りの操舵修正がなければ、指示通りの操舵修正があるか否かの判定を繰り返す。一方、指示通りの操舵修正があればステップＳ５１２に進み、制動制御部１１は、ブレーキＥＣＵ１８に指令を送って制動制御の保持を解除し、車両制御を終了する。なお、操舵修正量が目標量に達すれば、表示装置１９や音声出力装置２０、その他ランプやブザーなどにより運転者に通知し、アシストトルクを解消するようにしてもよい。

以上詳述したように、本実施形態に係る車両制御装置１では、経路方向Ａと進行方向Ｂとの偏差αが所定値よりも大きい場合に、制動制御を保持するため、制動制御後において車両Ｍが経路方向Ａとは異なる方向へ発進するおそれを低減することができる。従って、経路方向から逸れた方向に発進して路側工作物や周辺車両へ接触するのを確実に回避でき、また停止中に落ち着いて操舵修正できるため、走行開始直後に慌ててステアリング修正する必要がなくなる。

また、制動制御部１１は、操舵修正のための目標量と実際に運転者により修正された操舵修正量とに基づいて、指示通りの操舵修正がなされたと判定した場合に制動制御を解除するため、制動制御を解除したときに、経路方向Ａに車両Ｍを確実に進行させることができる。

また、車両制御装置１は、操舵修正のための目標量を運転者に通知する表示装置１９や音声出力装置２０を備えるため、経路方向Ａに車両Ｍを進行させるために必要な操舵量を運転者に認識させることができ、操舵修正をアシストすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態で説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。

図６は第２実施形態に係る車両制御装置１０１の概略構成を示すブロック図である。図６に示すように車両制御装置１０１は車両制御ＥＣＵ１０２を備えている。

第２実施形態の車両制御ＥＣＵ１０２は、操舵修正部２４を有している点で、第１実施形態の車両制御ＥＣＵ２と異なっている。

操舵修正部２４は、偏差判定部１４で偏差αが所定値を超えると判定された場合に、目標量算出部１５から操舵修正のための目標量とその操舵修正方向を取得し、この目標量の分だけ操舵修正を自動で行うように、操舵ＥＣＵ２１に指令を送って操舵角の自動修正を行う。そして、制動制御部１１は、操舵修正部２４による操舵角の自動修正後、操舵修正量検出部１６で検出した操舵修正量を取得し、目標量と一致（所定の誤差範囲内にある場合も含む）すると判定すれば、ブレーキＥＣＵ１８に制動制御保持を解除する指令を出力する。

次に、第２実施形態に係る車両制御装置１０１による車両制御について、図７のフローチャートを参照して説明する。

本実施形態に係る車両制御装置１０１においても、第１実施形態のステップＳ５０１〜ステップＳ５０９と同様に、ステップＳ７０１〜ステップＳ７０９を実行する。ステップＳ７１０では、操舵修正方向及びその目標量を画面表示及び音声通知する代わりに、操舵角の自動修正を行う旨を表示装置１９及び音声出力装置２０により運転者に通知する。次に、ステップＳ７１１では、操舵修正部２４より操舵ＥＣＵ２１に操舵修正の指令が出力され、操舵角の自動修正が行われる。そして、ステップＳ７１２では、制動制御部１１において規定通り（目標量だけ）の操舵自動修正が行われたか否か判定され、規定通りの操舵修正が行われたと判定された後、制動制御部１１はブレーキＥＣＵ１８に指令を送って制動制御の保持を解除する。

以上のように、本実施形態に係る車両制御装置１０１においても、第１実施形態に係る車両制御装置１と同様の作用効果を奏し得るものである。更に、本実施形態に係る車両制御装置１０１では、操舵修正のための目標量に基づいて、操舵修正部２４の指令を受けて操舵ＥＣＵ２１が操舵修正を自動で行うため、運転者の手を煩わせることなく、車両Ｍの進行方向Ｂを経路方向Ａに容易に修正することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、路側通信装置と協調したインフラ協調型システムによる緊急停止のための制動制御を例として実施形態を説明したが、このようなシステムにおける制動制御だけではなく、ナビゲーション装置からの情報などに基づいて、自車で緊急停止の要否を判定して制動制御する場合など、他の制動制御の場合にも本発明は適用可能である。

また、上述した実施形態では、操舵角の修正方法を第１実施形態と第２実施形態で、手動修正と自動修正に分けて説明したが、両者を切り替え設定する手段を設けてもよい。さらに、手動修正において修正されないまま所定の時間が経過した後、自動修正に切り替わるように設定してもよい。

本発明の実施形態に係る車両制御装置とインフラ設備とが協調することで、介入制御により車両を緊急停止させる状況を示す図である。 （ａ）は、緊急停止時に車両の向きが経路方向に対して傾いた状態を示す図であり、（ｂ）は、車両の進行方向を正すためのステアリング修正操作を示す図である。 （ａ）は、緊急停止時にステアリングが切られた状態を示す図であり、（ｂ）は、車両の進行方向を正すためのステアリング修正操作を示す図である。 本発明に係る車両制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。 図２に示す車両制御装置により実行される車両制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。 本発明に係る車両制御装置の第２実施形態を示す概略構成図である。 図６に示す車両制御装置により実行される車両制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１，１０１…車両制御装置、２，１０２…車両制御ＥＣＵ、３…車速センサ、４…ブレーキセンサ、５…操舵角センサ、６…ヨーレートセンサ、７…撮像装置、８…車両用ナビゲーション装置、９…車両側通信装置、１０…路側通信装置、１１…制動制御部(制動制御手段)、１２…経路方向取得部（経路方向取得手段）、１３…進行方向推定部（進行方向推定手段）、１４…偏差判定部、１５…目標量算出部（目標量算出手段）、１６…操舵修正量検出部（操舵修正量検出手段）、１７…データ記憶部、１８…ブレーキＥＣＵ、１９…表示装置（通知手段）、２０…音声出力装置（通知手段）、２１…操舵ＥＣＵ、２４…操舵修正部（操舵修正手段）。

Claims (4)

1. 車両を停止させる制動制御を行った後、所定のタイミングで制動制御を解除する制動制御手段を備えた車両制御装置において、
   前記制動制御後に、車両が走行する経路方向を取得する経路方向取得手段と、
   前記制動制御を解除した後の車両の進行方向を推定する進行方向推定手段と、を備え、
   前記制動制御手段は、前記経路方向と前記進行方向との偏差が所定値よりも大きい場合に前記制動制御を保持する、ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記経路方向と前記進行方向との偏差が所定値よりも大きい場合に、
   前記偏差に基づいて、前記経路方向に前記車両を進行させるよう操舵修正するための目標量を算出する目標量算出手段と、
   実際に操舵修正された操舵修正量を検出する操舵修正量検出手段と、を備え、
   前記制動制御手段は、前記目標量と前記操舵修正量とに基づいて、前記制動制御を解除する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記目標量を運転者に通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記目標量に基づいて、操舵修正を行う操舵修正手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。

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