JP2011136628A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両挙動制御装置がＯＦＦの状態にされていた場合であっても、ドライバの覚醒度が低い場合には、ドライバによる障害物回避操作および車両安定化操作を支援できる車両制御システムを提供すること。
【解決手段】車両の挙動を制御する車両挙動制御装置を備えた車両制御システムＳにおいて、障害物との接触を回避するとともに前記車両の挙動を安定化させるために前記車両挙動制御装置を制御する車両挙動制御手段と、ドライバの覚醒度を判定する覚醒レベル判定部３２と、を備え、前記車両挙動制御手段は、前記車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、前記覚醒レベル判定部３２により判定された覚醒度が所定の覚醒度より低い場合には、前記車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の挙動を制御する車両挙動制御装置を備えた車両制御システムに関する。

通常、自動車には、障害物回避性能や走行安定性能の向上などを目的として、車両の挙動を制御する各種の車両挙動制御装置が搭載されている。例えば、各車輪のブレーキ力を個別に制御する装置（特許文献１参照）や、レーダーなどにより障害物を検知し、障害物と接触のおそれがあると判定された場合には、自動でブレーキ制御を実行する装置（特許文献２参照）などの車両挙動制御装置が知られている。

特許第３２１４８２４号公報 特許第３２０９４０６号公報

ところが、ドライバによっては、上記の種車両挙動制御装置による支援が時に煩わしく感じられ、ドライバ自らが手動で車両挙動制御装置をＯＦＦの状態とする場合がある。このような車両挙動制御装置がＯＦＦの状態において、ドライバがうっかりしていたときやぼんやりしていたとき、あるいはよそ見をしていたときなどドライバの覚醒度が低い場合には、障害物が接近したときにドライバによる適切な回避操作や車両安定化操作が期待できないにも関わらず、車両挙動制御装置による支援が全くなされない、という問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両挙動制御装置がＯＦＦの状態にされていた場合であっても、ドライバの覚醒度が低い場合には、ドライバによる障害物回避操作および車両安定化操作を支援できる車両制御システムを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、車両の挙動を制御する車両挙動制御装置（例えば、後述のＶＳＡコントローラ１、ＣＭＢＳコントローラ２）を備えた車両制御システム（例えば、後述の車両制御システムＳ）において、障害物との接触を回避するとともに前記車両の挙動を安定化させるために前記車両挙動制御装置を制御する車両挙動制御手段（例えば、後述の制御部３０、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３３）と、ドライバの覚醒度を判定する覚醒度判定手段（例えば、後述の覚醒レベル判定部３２）と、を備え、前記車両挙動制御手段は、前記車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、前記覚醒度判定手段により判定された覚醒度が所定の覚醒度より低い場合には、前記車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替えることを特徴とする。

本発明に係る車両制御システムでは、車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、ドライバの覚醒度が所定の覚醒度より低いと判定された場合には、車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替える構成とした。
これにより、本発明によれば、例えばドライバ自らが手動で車両挙動制御装置をＯＦＦの状態としていた場合であっても、ドライバがうっかりしていたときやぼんやりしていたとき、あるいはよそ見をしていたときなどドライバの覚醒度が低い場合には、自動的に車両挙動制御装置がＯＮの状態に切り替わり、車両挙動制御装置による支援が開始される。
このため、ドライバの覚醒度が低いときに障害物が接近した場合であっても、ドライバによる回避操作および車両安定化操作を車両挙動制御装置により確実に支援することができる。

上記発明では、障害物との接触の可能性を判定する接触可能性判定手段（例えば、後述の接触可能性判定部３１）をさらに備え、前記車両挙動制御手段は、前記車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、前記覚醒度判定手段により判定された覚醒度が所定の覚醒度より低く、かつ前記接触可能性判定手段により障害物との接触の可能性があると判定された場合には、前記車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替えることが好ましい。

この発明では、車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、ドライバの覚醒度が所定の覚醒度より低く、かつ障害物との接触の可能性があると判定された場合には、車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替える構成とした。
これにより、本発明によれば、より適切なタイミングで車両挙動制御装置による支援を開始させることができる。

本発明によれば、車両挙動制御装置がＯＦＦの状態にされていた場合であっても、ドライバの覚醒度が低い場合には、ドライバによる障害物回避操作および車両安定化操作を支援できる車両制御システムを提供できる。

本発明の一実施形態に係る車両制御システムの構成を示す図である。 車両が障害物を回避するときの状況を示す図である。 上記実施形態に係る車両制御システムの制御部で実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図３に示したＯＮ／ＯＦＦ制御処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係る車両制御システムＳの構成を図１に示す。本実施形態に係る車両制御システムＳは、４輪自動車に適用されるものであり、車両挙動制御装置としてのＶＳＡ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ａｓｓｉｓｔ）コントローラ１、およびＣＭＢＳ（Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）コントローラ２と、制御部３０と、を備える。

ＶＳＡコントローラ１は、車速センサ１１、舵角センサ１２、ヨーレートセンサ１４、および横加速度センサ１５により検出される車速、操舵角、ヨーレート、および横加速度などに基づいて、車輪のブレーキ力を発生するＶＳＡアクチュエータ６を制御する。具体的には、前後左右の車輪ごとのブレーキシリンダにブレーキ液圧を供給する液圧ユニットを制御するものであり、これにより、各車輪のブレーキ力を個別に制御して障害物回避性能および車両挙動安定性能を向上させる。

ＣＭＢＳコントローラ２は、車速センサ１１、およびミリ波レーダーなどのレーダー１６により検出される障害物との相対速度、および障害物との相対距離などに基づいて、ＣＭＢＳアクチュエータ７を制御する。具体的には、障害物との相対速度および相対距離に基づいて、障害物と接触のおそれがあると判定された場合に、自動でブレーキ制御を実行するものであり、これにより、障害物回避性能を向上させる。

ＶＳＡコントローラ１、およびＣＭＢＳコントローラ２は、それぞれ、制御値算出部２１，２２を備える。これら制御値算出部２１，２２にて、ＶＳＡアクチュエータ６およびＣＭＢＳアクチュエータ７の制御値（制御目標値）が算出される。
また、各コントローラは、それぞれ、各アクチュエータをＯＮ／ＯＦＦ制御するためのＯＮ／ＯＦＦスイッチ２６，２７を備える。これらＯＮ／ＯＦＦスイッチ２６，２７は、後述するＯＮ／ＯＦＦ制御部３３により、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。

制御部３０は、接触可能性判定部３１と、覚醒レベル判定部３２と、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３３と、障害物回避判定部３４と、を備える。また、制御部３０は、図示しない車両安定化終了判定部を備える。
制御部３０では、障害物が接近して接触する可能性があるときに障害物を回避するための障害物回避制御と、障害物を回避した後、元の走行状態に復帰するときに車両の挙動を安定化させるための車両安定化制御と、が実行される。本発明における車両挙動制御には、これら障害物回避制御および車両安定化制御が含まれる。これら障害物回避制御と車両安定化制御については、後段で詳述する。
なお、制御部３０には、車速センサ１１、舵角センサ１２、操舵トルクセンサ１３、ヨーレートセンサ１４、横加速度センサ１５、レーダー１６、心拍数・体温・血圧センサ１７、視線検知カメラ１８、車線検知カメラ１９などの各センサが車載ネットワークを介して接続されている。

接触可能性判定部３１は、車両のフロントグリルに搭載されたミリ波レーダーなどのレーダー１６からの検知情報に基づいて、障害物との接触の可能性を判定する。具体的には、レーダー１６により検知された障害物と車両との距離が、所定の距離内であった場合に、障害物が接近しており、障害物との接触の可能性があると判定する。
なお、所定の距離は、予め実験を行うことにより適宜設定される。

覚醒レベル判定部３２は、ドライバの覚醒レベルを判定する。覚醒レベル判定部３２は、ドライバのうっかり・ぼんやりレベルと、ドライバのよそ見レベルとに基づいて、ドライバの覚醒レベルを判定する。例えば、後述するように、うっかり・ぼんやりレベルを３段階で判定し、よそ見レベルを２段階で判定し、これらの判定結果を合計して、覚醒レベルを５段階で判定する。ここで、うっかり・ぼんやりレベルとよそ見レベルとの合計が高いほど、覚醒レベルが低いと判定する。

うっかり・ぼんやりレベル判定では、ドライバの心拍数、体温、血圧、まばたきの回数、目をつぶる時間、車両のふらつき、に基づいて、ドライバのうっかり・ぼんやりレベルを判定する。より具体的には、ドライバの心拍数が低いか否か、体温が平熱より高いか否か、血圧が平常時より低いか否か、まばたきの回数が平常時より多いか否か、目をつぶる時間が平常時より長いか否か、車両のふらつきが大きいか否かで、うっかり・ぼんやりレベルを判定する。
なお、ドライバの心拍数、体温、血圧は、心拍数・体温・血圧センサ１７により検知し、ドライバのまばたきの回数や目をつぶる時間は、車内に搭載された視線検知カメラ１８により検知し、車両のふらつきは、車外に搭載された車線検知カメラ１９により検知する。

よそ見レベル判定では、視線検知カメラ１８により、ドライバがよそ見をしているか否かを判定する。例えば、よそ見レベルを、ドライバが前を向いている場合と、よそ見している場合との２段階で判定する。
なお、ドライバがよそ見しているか否かは、視線検知カメラ１８により、ドライバの視線方向のみならず、頭部が向いている方向も検知して判定する。

ＯＮ／ＯＦＦ制御部３３は、ドライバの覚醒レベルに基づいて、ＶＳＡコントローラ１およびＣＭＢＳコントローラ２にそれぞれ設けられたＯＮ／ＯＦＦスイッチ２６，２７をＯＮ／ＯＦＦ制御する。具体的には、例えばドライバ自らが、手動でＶＳＡおよびＣＭＢＳをＯＦＦの状態にしていた場合において、覚醒レベル判定部３２で判定されたドライバの覚醒レベルが予め設定された所定の覚醒レベルより低い場合には、ＶＳＡコントローラ１およびＣＭＢＳコントローラ２にそれぞれ設けられたＯＮ／ＯＦＦスイッチ２６，２７を制御して、ＶＳＡおよびＣＭＢＳをＯＮの状態に切り替える。これにより、ＶＳＡおよびＣＭＢＳによる支援が開始される。
なお、所定の覚醒レベルは、予め実験などを行うことにより適宜設定される。

また、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３３は、ＶＳＡおよびＣＭＢＳがＯＦＦの状態であった場合において、覚醒レベル判定部３２で判定されたドライバの覚醒レベルが所定の覚醒レベルより低く、かつ接触可能性判定部３１により障害物との接触の可能性があると判定されたときに、ＶＳＡコントローラ１およびＣＭＢＳコントローラ２にそれぞれ設けられたＯＮ／ＯＦＦスイッチ２６，２７を制御して、ＶＳＡおよびＣＭＢＳをＯＮの状態に切り替えることがより好ましい。これにより、より適切なタイミングでＶＳＡおよびＣＭＢＳによる支援が開始される。

障害物回避判定部３４は、車両が障害物を回避したか否かを判定する。具体的には、車両のフロントグリルに搭載されたレーダー１６からの情報に基づいて、障害物を回避したか否かを判定する。

車両安定化終了判定部は、障害物を回避した車両が元の走行状態に復帰する際に、車両の挙動の安定化が終了したか否かを判定するものである。具体的には、車両安定化終了判定部では、舵角センサ１２およびヨーレートセンサ１４により検出される操舵角およびヨーレートが、それぞれ、所定時間の間、予め設定された閾値の範囲内にある場合に、車両の挙動の安定化が終了したと判定する。

次に、図２を参照して、制御部３０で実行される障害物回避制御と車両安定化制御について説明する。
図２は、車両１００が、進路上に存在する障害物（路上駐車中の車両）１１０をレーダーにより検知して回避するときの状況を示す図である。図２に示すように、障害物回避制御は、障害物１１０が接近して接触の可能性があるときに、障害物１１０との接触を回避するために各車両挙動制御装置を制御するものである。

また、車両安定化制御は、障害物回避判定部３４により障害物を回避したと判定されたときに、車両１００の挙動を安定化させるために各車両挙動制御装置を制御するものである。即ち、図２に示すように、障害物１１０を回避した後、元の走行状態に復帰する際に、車両１００の挙動を安定化させるための制御である。

次に、本実施形態の制御部で実行される処理の手順について説明する。
図３は、制御部で実行される処理の手順を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部では、ドライバの覚醒レベルに応じたＶＳＡおよびＣＭＢＳのＯＮ／ＯＦＦ制御処理が実行される。この処理は、車両走行中に所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１では、ドライバの覚醒レベルを判定する。判定後はステップＳ２に進む。
本ステップでは、上述したように、うっかり・ぼんやりレベルを３段階で判定し、よそ見レベルを２段階で判定し、これらの判定結果から、ドライバの覚醒レベルを５段階で判定する。

ステップＳ２では、障害物との接触の可能性があるか否かを判定する。判定後はステップＳ３に進む。
具体的には、レーダーにより障害物を検知し、検知された障害物と車両との距離が、所定の距離内であった場合には、障害物が接近しており、障害物との接触の可能性があると判定する。ここで、障害物との接触の可能性があると判定されたときには、接触フラグを「１」に設定し、障害物との接触の可能性がないと判定されたときには、接触フラグを「０」に設定する。

ステップＳ３では、ＶＳＡおよびＣＭＢＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。これにより、今回の処理を終了する。
本ステップでは、具体的には、図４に示すＯＮ／ＯＦＦ制御処理の手順に従って、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの各ＯＮ／ＯＦＦスイッチの制御を実行する。

図４に移って、ステップＳ３１では、上記ステップＳ１で判定されたドライバの覚醒レベルが最も高いレベルであるＭＡＸでないかを判別する。この判別がＹＥＳ、即ち覚醒レベルがＭＡＸでないときには、ステップＳ３２に進む。この判別がＮＯ、即ち覚醒レベルがＭＡＸであるときには、ステップＳ３８に進み、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの各ＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮの状態である場合には、これらのＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＦＦの状態に戻した後、ステップＳ３９に進んで回避制御フラグを「０」に設定して今回の処理を終了する。

ステップＳ３２では、接触フラグが「１」であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合、即ち障害物が接近しており、障害物との接触の可能性がある場合には、ステップＳ３３の障害物回避制御に際して実行されるＯＮ／ＯＦＦ制御に進む。この判別がＮＯの場合、即ち障害物が接近しておらず、障害物との接触の可能性がない場合（障害物を回避した直後など）には、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３３では、障害物回避制御の実行に際して、ＶＳＡおよびＣＭＢＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。実行後は、ステップＳ３４に進み、障害物を回避したことを示す回避制御フラグを「１」に設定して今回の処理を終了する。
本ステップでは、具体的には、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの各ＯＮ／ＯＦＦスイッチが、ドライバの手動操作などによりＯＦＦの状態となっていた場合には、これらのＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮの状態に切り替える。これにより、ＶＳＡおよびＣＭＢＳによる障害物回避制御の実行が開始される。

ステップＳ３５では、回避制御フラグが「１」であるか否かを判別する。この判別がＹＥＳの場合、即ち障害物を回避した場合には、ステップＳ３６の車両安定化制御に際して実行されるＯＮ／ＯＦＦ制御に進む。一方、この判別がＮＯの場合、即ち障害物を回避していない、かつ障害物が接近しておらず障害物との接触の可能性もない場合には、ステップＳ３８に進み、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの各スイッチがＯＮの状態である場合にはこれらのスイッチをＯＦＦの状態に戻した後、ステップＳ３９に進んで回避制御フラグを「０」に設定して今回の処理を終了する。

ステップＳ３６では、車両安定化制御の実行に際して、ＶＳＡおよびＣＭＢＳのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。実行後は、ステップＳ３７に進む。
本ステップでは、具体的には、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの各ＯＮ／ＯＦＦスイッチが、ドライバの手動操作などによりＯＦＦの状態となっていた場合には、これらのＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮの状態に切り替える。これにより、ＶＳＡおよびＣＭＢＳによる車両安定化制御の実行が開始される。

ステップＳ３７では、車両の挙動の安定化が終了しているか否かを判別する。この判別がＮＯの場合には、今回処理を終了する。一方、この判別がＹＥＳの場合には、ステップＳ３８に進み、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの各スイッチがＯＮの状態である場合には、これらのスイッチをＯＦＦの状態に戻した後、ステップＳ３９に進んで回避制御フラグを「０」に設定して今回の処理を終了する。
本ステップでは、具体的には、舵角センサおよびヨーレートセンサにより検出される操舵角およびヨーレートが、それぞれ、所定時間の間、予め設定された閾値の範囲内にある場合に、車両の挙動の安定化が終了したと判定する。

以上、詳述した本実施形態に係る車両制御システムＳによれば、以下の効果が奏される。
本実施形態に係る車両制御システムＳでは、ＶＳＡおよびＣＭＢＳがＯＦＦの状態であっても、ドライバの覚醒度が所定の覚醒度より低く、かつ障害物との接触の可能性があると判定された場合には、ＶＳＡおよびＣＭＢＳをＯＮの状態に切り替える構成とした。
これにより、本実施形態によれば、例えばドライバ自らが手動でＶＳＡおよびＣＭＢＳをＯＦＦの状態としていた場合であっても、ドライバがうっかりしていたときやぼんやりしていたとき、あるいはよそ見をしていたときなどドライバの覚醒度が低い場合には、自動的にＶＳＡおよびＣＭＢＳがＯＮの状態に切り替わり、ＶＳＡおよびＣＭＢＳによる走行支援が開始される。このため、ドライバの覚醒度が低いときに障害物が接近して接触の可能性がある場合であっても、ドライバによる回避操作および車両安定化操作をＶＳＡおよびＣＭＢＳにより確実に支援することができる。

本実施形態では、図３のステップＳ１の実行に係る手段が覚醒度判定手段に相当し、図３のステップＳ２の実行に係る手段が接触可能性判定手段に相当し、図４のステップＳ３３，Ｓ３６の実行に係る手段が車両挙動制御手段に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。

例えば、上記実施形態では、覚醒レベル判定部３２でドライバの覚醒レベルを判定するにあたり、ドライバの心拍数、体温、血圧、まばたきの回数、目をつぶる時間、車両のふらつき、に基づいて、ドライバのうっかり・ぼんやりレベルを判定したが、これに限定されない。特開２００９−２４７７５３号公報に記載の方法により、ドライバの視線および皮膚電位からドライバのうっかり・ぼんやりレベルを判定してもよい。

また、上記実施形態では、ミリ波レーダーなどのレーダー１６からの検知情報により、障害物との接触の可能性を判定するように構成したが、これに限定されない。例えば、車両の前方を撮影するカメラによる撮影画像の画像処理により取得した障害物情報や、ＧＰＳによるカーナビゲーション装置から提供される障害物情報に基づいて障害物の接近を検知し、障害物との接触の可能性の有無を判定する構成としてもよい。さらには、これらの手法を適宜組み合わせて構成してもよい。

また、上記実施形態では、車両挙動制御装置としてのＶＳＡおよびＣＭＢＳの両コントローラで、ドライバの覚醒レベルに応じたＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する構成としたが、これに限定されない。これらのうちの一方のみでＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する構成としてもよく、上記以外の車両挙動制御装置で覚醒レベルに応じたＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する構成としてもよい。

また、上記実施形態において、障害物回避制御の制御ゲインや車両安定化制御の制御ゲインを、覚醒レベル判定部３２により判定されたドライバの覚醒レベルに応じて変更する構成としてもよい。具体的には、制御部３０に制御ゲイン算出部を設けて各制御ゲインを算出し、これを、各コントローラの制御値算出部で算出された各制御値に乗じて制御値を変更する構成としてもよい。このとき、障害物回避制御では、ドライバの覚醒レベルが低いときほど、ＶＳＡおよびＣＭＢＳの制御ゲインを増大させる一方で、車両安定化制御では、ドライバの覚醒レベルが低いときほど、車両挙動制御装置の制御量を減少させる構成とするのが好ましい。これにより、ドライバの覚醒レベルが低い場合であっても、各車両挙動制御装置本来の性能を十分に発揮させることができる。

１…ＶＳＡコントローラ（車両挙動制御装置）
２…ＣＭＢＳコントローラ（車両挙動制御装置）
３０…制御部（車両挙動制御手段、覚醒度判定手段）
３１…接触可能性判定部（接触可能性判定手段）
３２…覚醒レベル判定部（覚醒度判定手段）
３３…ＯＮ／ＯＦＦ制御部（車両挙動制御手段）

Claims (2)

1. 車両の挙動を制御する車両挙動制御装置を備えた車両制御システムにおいて、
   障害物との接触を回避するとともに前記車両の挙動を安定化させるために前記車両挙動制御装置を制御する車両挙動制御手段と、
   ドライバの覚醒度を判定する覚醒度判定手段と、を備え、
   前記車両挙動制御手段は、前記車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、前記覚醒度判定手段により判定された覚醒度が所定の覚醒度より低い場合には、前記車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替えることを特徴とする車両制御システム。
2. 障害物との接触の可能性を判定する接触可能性判定手段をさらに備え、
   前記車両挙動制御手段は、前記車両挙動制御装置がＯＦＦの状態であっても、前記覚醒度判定手段により判定された覚醒度が所定の覚醒度より低く、かつ前記接触可能性判定手段により障害物との接触の可能性があると判定された場合には、前記車両挙動制御装置をＯＮの状態に切り替えることを特徴とする請求項１記載の車両制御システム。

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