JP2011128786A - 衝突被害軽減装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両に先行する第1障害物の衝突被害の軽減を図る。
【解決手段】レーダの各種測定結果に基づいて、第1障害物と自車両に先々行する第2障害物とを特定できたときに、第1障害物の第1速度Vo1及び第2障害物の第2速度Vo2が第1所定閾値Vt以下、第1、第2障害物間の距離Ddが第2所定閾値Dt以下、且つ、第1障害物のレーダ反射断面積Soが第3所定閾値St以下である所定状態であるか否かを判定する(S14)。そして、所定状態であれば、第1障害物と第2障害物とが接近して連なった低速走行状態又は停止状態であると判定して、衝突距離DLoをより長い距離DL1に変更すると共に、所定減速度αoをより大きい減速度α1に変更する(S17,S18)。このため、ブレーキ作動タイミングを早期化させ、より大きな減速度を発生させられるので、第1障害物の衝突被害の軽減が図られる。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両前方に位置する先行車両、停止車両及び落下物など(以下「障害物」という)との衝突が回避困難であるときに、ブレーキを自動的に作動させて衝突時の被害を軽減する衝突被害軽減装置に関する。
衝突被害軽減装置のブレーキ作動の判定には、障害物との相対速度や距離などを測定するレーダ装置からの信号が用いられる。レーダ装置は、車両前方にミリ波等の電磁波を送信し、障害物からの反射波に基づいて種々の測定を実行する(特許文献1)。
レーダ装置は、車両前方に位置する障害物のうち、自車走行車線上に存在する車両前方の先行障害物だけでなく、その前方に位置する先々行障害物についても各種測定を実行できる場合がある。例えば、先行障害物が乗用車であり、先々行障害物が大型車両であれば、レーダ装置は先行乗用車及び先々行大型車両について各種測定を実行し得る。
特開2005−134266号公報
ところで、このような走行状態において、先行乗用車と先々行大型車両とが接近して連なった低速走行状態又は停止状態が発生した場合に、大型車両が先行乗用車に衝突すると、その大型車両において衝突前から衝突被害軽減装置によるブレーキ作動が介入していたとしても、積載物重量の如何によっては、先行乗用車が先々行大型車両との間に挟まれてサンドイッチ状態になる虞がある。つまり、大型車両よりも軽量な先行乗用車は、後方からの衝突により容易に前方へと押し進められるだけでなく、先々行大型車両に追突させられた後にも継続して前方へと押し進められることが想定される。このため、衝突した大型車両の被害は軽減されても、先行乗用車の衝突被害が軽減されない場合が考えられる。
そこで、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、以上のような状態を検出したときには、ブレーキの作動タイミングを早期化することにより、自車両のみならず車両前方に位置する障害物の衝突被害の軽減をも図ることができるようにした衝突被害軽減装置の提供を目的とする。
このため、本発明の衝突被害軽減装置では、車両前方に位置する障害物の方向、該障害物までの距離、該障害物との相対速度、該障害物のレーダ反射断面積を測定するレーダと、前記レーダにより測定された方向及び距離に基づいて、自車前方の仮想走行車線内に存在する障害物のうち最も近くに位置する第1障害物及び該第1障害物の次に位置する第2障害物を特定する障害物特定手段と、前記レーダにより測定された前記第1障害物までの第1距離が、前記第1障害物との衝突を回避できない衝突距離以下になったときに、ブレーキを自動的に作動させるブレーキ作動手段と、前記レーダの測定結果に基づいて、前記第1障害物の第1速度及び前記第2障害物の第2速度が第1所定閾値以下、前記第1障害物から前記第2障害物までの距離が第2所定閾値以下、且つ、前記第1障害物のレーダ反射断面積が第3所定閾値以下である所定状態であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により所定状態であると判定されたときに、前記衝突距離をより長い距離に変更する第1変更手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
本発明によれば、自車前方の仮想走行車線内に存在する障害物のうち最も近くに位置する第1障害物及び該第1障害物の次に位置する第2障害物を特定できたときに、第1障害物の第1速度及び第2障害物の第2速度が第1所定閾値以下、第1障害物から第2障害物までの距離が第2所定閾値以下、且つ、第1障害物のレーダ反射断面積が第3所定閾値以下である所定状態であるか否かを判定する。そして、所定状態であれば、第1障害物と第2障害物とが接近して連なった低速走行状態又は停止状態であると判定して、衝突距離をより長い距離に変更する。このため、ブレーキの作動タイミングが早期化されるので、自車両のみならず第1障害物に対する衝突被害の軽減をも図ることができる。
本発明に係る衝突被害軽減装置を備えた車両の全体構成図 制御プログラムの処理内容を示すフローチャート 制御プログラムの処理内容を示すフローチャート
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図1は、本発明に係る衝突被害軽減装置を備えた車両の全体構成を示す。
車両には、コンピュータを内蔵した衝突被害軽減電子制御ユニット(以下、「衝突被害軽減ECU」という。以下、同様)10と、ブレーキを電子制御するブレーキECU20と、が搭載されている。
衝突被害軽減ECU10は、CAN(Controller Area Network)などのネットワークを介して、ブレーキECU20と相互通信可能に接続される。衝突被害軽減ECU10は、悪天候や汚れなどの環境要因の影響を受け難いミリ波等の障害物測定波を車両前方に送信し、障害物からの反射波に基づいて、車両前方に位置する障害物の方向P(例えば、車両を原点とした極座標系における角度)、障害物までの距離D[m]、障害物との相対速度V[m/s]、障害物のレーダ反射断面積S[dbm]測定するレーダ30と、車速Vo[m/s]を測定する車速センサ40と、衝突を検出する衝突検出装置50と、障害物との衝突を回避できないとき又は衝突する虞があるときに運転者に対して警報を発する警報装置60と、に接続される。衝突検出装置50は、例えば、エアバッグの作動有無により衝突を検出したり、加速度センサが検出する急激な加速度の変化や、車両前部に設けられた歪みセンサが検出する歪みを用いて衝突を検出する構成であってもよい。警報装置60は、警告灯やブザーなどで構成される。
また、衝突被害軽減ECU10は、ROM(Read Only Memory)などに記憶された制御プログラムを実行しつつ、ブレーキECU20から出力される推定車両重量Mo[kg]、レーダ30から出力される方向P、距離D、相対速度V及びレーダ反射断面積S、車速センサ40から出力される車速Vo、衝突検出装置50から出力される衝突検出信号などの各種信号を適時取得する。推定車両重量Moは、ブレーキECU20から出力される他、例えば、エアサスペンション装着車両であれば車高を一定に保つレベリングバルブの可動アーム変化量などに基づいて推定することができる。
そして、衝突被害軽減ECU10は、自車前方の仮想走行車線内に存在する障害物のうち最も近くに位置する第1障害物までの第1距離D1[m]が、第1障害物との衝突を回避できない衝突距離DLo[m]以下となったときに、ブレーキECU20に対して所定減速度αo(例えば、4.9[m/s])を発生させるブレーキ作動指令を出力する。
一方、衝突被害軽減ECU10は、第1障害物と、自車前方の仮想走行車線内に存在する障害物のうち第1障害物の次に位置する第2障害物と、が接近して連なった低速走行状態又は停止状態であることを検出すると、衝突距離DLo[m]をより長い距離DL1[m]に変更すると共に、所定減速度αoをより大きい減速度α1[m/s]に変更する。そして、第1距離D1が距離DL1以下となったときに、ブレーキECU20に対し減速度α1を発生させるブレーキ作動指令を出力する。
ここで、衝突被害軽減ECU10が制御プログラムを実行することで、障害物特定手段、演算手段、ブレーキ作動手段、判定手段、第1、第2変更手段、演算手段、第1〜第3推定手段が夫々具現化される。
図2及び図3は、イグニッションスイッチのONを契機として衝突被害軽減ECU10において実行される制御プログラムの処理内容を示す。
ステップ1(図では「S1」と略記する。以下同様)では、レーダ30から、車両前方に位置する障害物の方向P、該障害物までの距離D、該障害物との相対速度V、及び該障害物のレーダ反射断面積Sを夫々読み込むと共に、車速センサ40から車速Voを読み込む。
ステップ2では、レーダ30から読み込んだ方向P及び距離Dに基づいて、自車前方の仮想走行車線内に第1障害物が存在するか否かを判定する。仮想走行車線は、所定幅を持たせて、例えば、ヨーレートセンサの出力値に基づいて走行車線曲率に沿うように適時設定変更する。そして、第1障害物が存在すればステップ3へと進む一方(Yes)、第1障害物が存在しなければステップ1へと戻る(No)。
ステップ3では、例えば、DLo=V1/(2×αmax)という演算式を用いて、第1障害物との第1相対速度V1[m/s]及び最大減速度αmax(例えば、6〜7[m/s])から、第1障害物との衝突を回避できない衝突距離DLo[m]を演算する。最大減速度αmaxは、車両が発生可能な最大の減速度である。
ステップ4では、レーダ30から読み込んだ方向P及び距離Dに基づいて、自車前方の仮想走行車線内に第2障害物が存在しないか否かを判定する。そして、第2障害物が存在しなければ、第1障害物前と第2障害物とが連なっていない状態であると判定してステップ5へと進む一方(Yes)、第2障害物が存在すれば、第1障害物前と第2障害物とが連なった状態であると判定してステップ13へと進む(No)。
ステップ5では、第1障害物までの第1距離D1が衝突距離DLo以下であるか否かを判定する。そして、第1距離D1が衝突距離DLo以下であればステップ6へと進む一方(Yes)、第1距離D1が衝突距離DLoより大きければステップ10へと進む(No)。
ステップ6では、ブレーキECU20に対して所定減速度αoを発生させるブレーキ作動指令を適宜出力し、ブレーキを作動させて減速する。これにより、第1障害物に衝突した際の被害の軽減を図ることができる。
ステップ7では、車両運転者に対して第1障害物との衝突を回避できないことを警報するために警報装置60を作動させる。これにより、車両運転者に対して衝突を回避できないこと知らしめて衝突に備えさせることができる。
ステップ8では、車速センサ40により測定される車速Voが0になるまでブレーキ作動状態を保持する。これにより第1障害物に衝突した際の被害の軽減を確実にする。
ステップ9では、ブレーキECU20に対してブレーキ作動解除指令を適宜出力して、ブレーキ作動状態を解除させて、処理を終了する。
ステップ10では、例えば、Da1=DLo+(tL×V1)という演算式を用いて、衝突距離DLo、ブレーキ作動開始までの余裕時間tL(例えば、0.8[s])、及び第1相対速度V1から、第1障害物に衝突する虞があることの警報を開始するための第1警報開始距離Da1[m]を演算する。
ステップ11では、第1距離D1が第1警報開始距離Da1未満であるか否かを判定する。そして、第1距離D1が第1警報開始距離Da1未満であればステップ12へと進む一方(Yes)、第1距離D1が第1警報開始距離Da1以上であればステップ1へと戻る(No)。
ステップ12では、車両運転者に対して第1障害物に衝突する虞があることを警報するために警報装置60を作動させる。これにより、車両運転者に対して衝突の虞があることを知らしめて注意喚起を促すことができる。
ステップ13では、例えば、Vo1=V1−Vo、Vo2=V2−Vo、Dd=D2−D1−L1という演算式を用いて、車速Vo、第1距離D1、第1相対速度V1、第2障害物までの第2距離D2[m]、第2障害物との第2相対速度V2[m/s]、及び定数である第1障害物の全長L1(例えば、4.4[m])から、第1障害物の第1速度Vo1[m/s]、第2障害物の第2速度Vo2[m/s]、第1障害物から第2障害物までの距離Dd[m]を演算する。
ステップ14では、第1速度Vo1及び第2速度Vo2の夫々が第1所定閾値Vt(例えば、1[m/s])以下、距離Dd[m]が第2所定閾値Dt(例えば、1[m])以下、且つ、第1障害物のレーダ反射断面積So[dbm]が第3所定閾値St(例えば、20[dbm])以下である所定状態であるか否かを判定する。レーダ反射断面積は、例えば、乗用車で約15[dbm]程度、大型車両で約30[dbm]程度である。そして、所定状態であれば、これを第1障害物と第2障害物とが接近して連なった低速走行状態又は停止状態であると判定して、ステップ15へと進む一方(Yes)、所定状態でなければステップ5へと進む(No)。
ステップ15では、衝突距離DLoをより長い距離DL1に変更する。例えば、距離DL1は固定長である。また、例えば、DL1={(Vo−Vo1)×(Vo−Va)/αo}−{(Vo−Va)/(2×αo)}という演算式を用いて、車速Vo、第1速度Vo1、第1障害物に衝突する直前の車速を推定した衝突前車速Va[m/s]、及び所定減速度αoから、距離DL1を演算し、衝突距離DLoを演算した距離DL1に変更することもできる。ここで、衝突前車速Vaは、例えば、Va={(Mo+M1)/Mo)×Vc}−{(M1/Mo)×Vo1)という演算式を用いて、ブレーキECU20から読み込んだ推定車両重量Mo、定数である第1障害物の重量M1(例えば、500〜1000[kg])、第1障害物に衝突した直後の車速を推定した衝突後車速Vc[m/s]、及び第1速度Vo1から演算する。衝突後車速Vcは、例えば、Vc=Vo2+√(2×αo×Dd)という演算式を用いて、第2速度Vo2、所定減速度αo、及びステップ13で演算した第1障害物から第2障害物までの距離Ddから演算する。これにより、衝突距離DLoをより長い距離DL1に変更できるので、ブレーキの作動タイミングを早期化することができる。
ステップ16では、所定減速度αoをより大きい減速度α1に変更する。例えば、減速度α1は、最大減速度αmaxである。また、例えば、減速度α1は、所定減速度αoより大きく最大減速度αmax以下の減速度(例えば、5.5[m/s])であってもよい。さらに、例えば、α1={(Vo−Vo1)×(Vo−Va)/DLo}−{(Vo−Va)/(2×DLo)}という演算式を用いて、車速Vo、第1速度Vo1、衝突前車速Va、及び衝突距離DLoから、減速度α1を演算し、前記所定減速度αoを演算した減速度α1に変更することもできる。これにより、所定減速度αoより大きな減速度α1を発生させるブレーキ作動指令を出力することができる。
ステップ17では、第1距離D1が距離DL1以下であるか否かを判定する。そして、第1距離D1がブレーキの作動タイミングを早期化させる距離DL1以下であればステップ18へと進む一方(Yes)、第1距離D1が距離DL1より大きければステップ19へと進む(No)。
ステップ18では、ブレーキECU20に対して減速度α1を発生させるブレーキ作動指令を適宜出力し、自車両と第2障害物との間に存在する第1障害物がサンドイッチ状態とならないようにブレーキを作動させて減速する。これにより、第1障害物に対する衝突被害の軽減を図ることができる。
ステップ19では、例えば、Da2=DL1+(tL×V1)という演算式を用いて、距離DL1、余裕時間tL、及び第1相対速度V1から、第1障害物に衝突する虞があることの警報を開始するための第2警報開始距離Da2[m]を演算する。
ステップ20では、第1距離D1が第2警報開始距離Da2未満であるか否かを判定する。そして、第1距離D1が第2警報開始距離Da2未満であればステップ12へと進む一方、第1距離D1が第2警報開始距離Da2以上であればステップ1へと戻る(No)。
かかる衝突被害軽減装置によれば、第1障害物と第2障害物とを特定したときに、第1障害物及び第2障害物の速度Vo1、Vo2と、第1障害物から第2障害物までの距離Ddとを演算し、第1速度Vo1及び第2速度Vo2が第1所定閾値Vt以下、距離Ddが第2所定閾値Dt以下、且つ、レーダ反射断面積Soが第3所定閾値St以下であるときに、第1障害物と第2障害物とが接近して連なった低速走行状態又は停止状態であると判定して、障害物との衝突を回避できない衝突距離DLoをより長い距離DL1に変更すると共に、所定減速度αoをより大きい減速度α1に変更する。このため、変更前の衝突距離DLoよりも早いタイミングでブレーキを作動させることができると共に、所定減速度αoより大きい減速度α1を発生させるブレーキ作動指令を出力できるので、自車両のみならず第1障害物に対する衝突被害の軽減をも図ることができる。
なお、以上の実施形態では、衝突距離DLoをより長い距離DL1に変更して、ブレーキの作動タイミングを早期化した。しかし、レーダ30により測定された第1距離D1及び第1相対速度V1に基づいて、第1障害物に衝突するまでの衝突時間t[s]を演算し、この衝突時間tが第4所定閾値to(例えば、1.6[s])以下となったときに、ブレーキを自動的に作動させる構成であれば、第4所定閾値toをより長い時間to1に変更して、ブレーキの作動タイミングを早期化する構成でもよい。例えば、時間to1は固定値(例えば、1.8[s])である。衝突時間tは、例えば、t=D1/V1という演算式を用いて、第1距離D1及び第1相対速度V1から演算することができる。
また、ステップ13及びステップ14を次のように変更してもよい。例えば、ステップ13を、Vd=Vo1−Vo2、t2=Dd/(Vo2−Vo1)という演算式を用いて、第1速度Vo1、第2速度Vo2、及び距離Ddから、第1障害物と第2障害物との速度差Vd[m/s]、第1障害物が第2障害物に衝突するまでの衝突時間t2[s]を演算する。そして、ステップ14で、速度差Vd[m/s]が第5所定閾値Vdt(例えば、−1.4[m/s]≦Vd≦1.4[m/s])範囲内、衝突時間t2[s]が第6所定閾値t3(例えば、1[s])以下、且つ、第1障害物のレーダ反射断面積So[dbm]が第3所定閾値St(例えば、20[dbm])以下である所定状態であるか否かを判定する構成でもよい。なお、ステップ14では、例えば、カメラにより撮像された第1障害物の後方画像に基づいて後方形状を特定し、この後方形状が大型車両以外であるか否かの判定を含めるようにしてもよい。
さらに、ステップ15及びステップ16は、いずれか一方だけの構成でもよく、その順番を逆にする構成であってもよい。順番を逆にする場合にステップ16で距離DL1を演算するときには、その演算に用いる所定減速度αoをステップ15で変更した減速度α1に変更して演算するとよい。但し、減速度α1が最大減速度αmaxである場合には、所定減速度αoを最大減速度αmaxに変更して演算する。また、減速度α1及び距離DL1の演算において、カメラにより第1障害物のナンバーを認定し、第1障害物の全長L1及び重量M1を変数として扱う構成を採用することもできる。この場合、例えば、軽自動車であれば全長L1を3.4[m]及び重量M1を1000[kg]、5ナンバー車であれば全長L1を4.7[m]及び重量M1を1500[kg]、3ナンバー車であれば全長L1を6[m]及び重量M1を2000[kg]として設定する。これにより、より詳細に距離DL1及び減速度α1を演算することができる。
10 衝突被害軽減ECU
20 ブレーキECU
30 レーダ
40 車速センサ
50 衝突検出装置
60 警報装置

Claims (5)

  1. 車両前方に位置する障害物の方向、該障害物までの距離、該障害物との相対速度、該障害物のレーダ反射断面積を測定するレーダと、
    前記レーダにより測定された方向及び距離に基づいて、自車前方の仮想走行車線内に存在する障害物のうち最も近くに位置する第1障害物及び該第1障害物の次に位置する第2障害物を特定する障害物特定手段と、
    前記レーダにより測定された前記第1障害物までの第1距離が、前記第1障害物との衝突を回避できない衝突距離以下になったときに、ブレーキを自動的に作動させるブレーキ作動手段と、
    前記レーダの測定結果に基づいて、前記第1障害物の第1速度及び前記第2障害物の第2速度が第1所定閾値以下、前記第1障害物から前記第2障害物までの距離が第2所定閾値以下、且つ、前記第1障害物のレーダ反射断面積が第3所定閾値以下である所定状態であるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により所定状態であると判定されたときに、前記衝突距離をより長い距離に変更する第1変更手段と、
    を含んで構成されることを特徴とする衝突被害軽減装置。
  2. 前記判定手段により所定状態であると判定されたときに、前記ブレーキに発生させる所定減速度をより大きい減速度に変更する第2変更手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項1記載の衝突被害軽減装置。
  3. 前記レーダにより測定された第1障害物との第1相対速度、及び前記ブレーキが発生可能な最大減速度に基づいて、前記衝突距離を演算する演算手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の衝突被害軽減装置。
  4. 車両の重量を推定する第1推定手段と、
    前記所定減速度と、前記演算手段により演算された前記第2障害物の速度及び前記第1障害物から前記第2障害物までの距離と、に基づいて、前記第1障害物に衝突した直後の衝突後車速を推定する第2推定手段と、
    前記演算手段により演算された前記第1障害物の速度と、前記第1推定手段により推定された推定車両重量と、前記第1障害物の重量と、前記第2推定手段により推定された衝突後車速と、に基づいて、前記第1障害物に衝突する直前の衝突前車速を推定する第3推定手段と、
    をさらに含んで構成され、
    前記第2変更手段は、前記車速と、前記演算手段により演算された前記第1障害物の速度と、前記第3推定手段により推定された衝突前車速と、前記衝突距離と、に基づいて、前記所定減速度より大きい減速度を演算し、前記所定減速度を該演算した減速度に変更することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の衝突被害軽減装置。
  5. 前記第1変更手段は、前記車速と、前記演算手段により演算された前記第1障害物の速度と、前記第3推定手段により推定された衝突前車速と、前記演算した減速度と、に基づいて、前記衝突距離より長い距離を演算して、前記衝突距離を該演算した距離に変更することを特徴とする請求項4記載の衝突被害軽減装置。
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