JP2011186600A - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】自車両と前方物標との間の衝突を防止するための運転支援を、衝突の危険性の度合に応じて行うことができる車両制御装置を提供する。
【解決手段】判定ユニットにより、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、前記自車両と前記前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値の算出および前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたか否かの判定を行い、前記判定ユニットにより前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたと判定され、運転支援ユニットが前記自車両の運転支援を行う際、前記第１の値及び前記第２の値の双方が閾値を超えた場合は、前記第１の値もしくは前記第２の値の一方が閾値を超えた場合よりも、前記運転支援の介入量を多くする。これにより、自車両と前方物標との間の衝突を防止するための運転支援を衝突の危険性の度合に応じて行うことができる。
【選択図】図２
【解決手段】判定ユニットにより、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、前記自車両と前記前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値の算出および前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたか否かの判定を行い、前記判定ユニットにより前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたと判定され、運転支援ユニットが前記自車両の運転支援を行う際、前記第１の値及び前記第２の値の双方が閾値を超えた場合は、前記第１の値もしくは前記第２の値の一方が閾値を超えた場合よりも、前記運転支援の介入量を多くする。これにより、自車両と前方物標との間の衝突を防止するための運転支援を衝突の危険性の度合に応じて行うことができる。
【選択図】図２
Description
本発明は、自車両と前方物標との衝突を防止するように、自車両を制御する車両制御装置に関するものである。
従来、自車両と前方物標との衝突を防止する装置として、例えば特開平8-132996号公報に示されているように、自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値、もしくは自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値に基づいて、衝突防止のための危険信号を作成する装置が知られている。
しかしながら、このような衝突防止装置においては、第１の値に基づいて危険信号が作成される場合と、第２の値に基づいて危険信号が作成される場合とでは、危険信号が作成されるタイミングが異なるに過ぎない。よって、従来の衝突防止装置においては、衝突の危険性が著しく高い場合であっても、運転者が衝突の危険性の度合を認識できず、適切な運転支援が行えなかった。
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、自車両と前方物標との間の衝突を防止する際に衝突の危険性の度合に応じた適切な運転支援が行える車両制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、前記自車両と前記前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値とを算出し、前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたか否かを判定する判定ユニットと、前記判定ユニットにより前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたと判定された場合に、前記自車両の運転支援を行う運転支援ユニットとを備え、前記第１の値及び前記第２の値の双方が閾値を超えた場合は、前記第１の値もしくは前記第２の値の一方が閾値を超えた場合よりも、前記運転支援の介入量を多くすることを特徴とした車両制御装置である。
この発明によれば、前記第１の値及び前記第２の値の双方が閾値を超えた場合は、前記第１の値もしくは前記第２の値の一方が閾値を超えた場合よりも、前記運転支援の介入量が多くなるため、衝突の危険性が高い程、運転者に対する運転支援を多くすることが可能となる。これにより、衝突の危険性の度合に応じた適切な運転支援が行える。
また、本発明において、前記運転支援は感覚強調支援、制動支援、もしくは操舵支援の少なくとも一つであることを特徴とすることが好ましい。
この場合、運転支援として感覚強調支援（例えば警告表示）、制動支援および操舵支援を行うことにより、適切な運転支援が行える。
本発明によれば、自車両と前方物標との間の衝突を防止する際に衝突の危険性の度合に応じた適切な運転支援が行える。
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図１に示すように、本実施形態に係る車両制御装置１は、車両に設置され、車両の制御を行うための装置であって、自車両と前方物標との衝突を防止するために運転支援を行うものである。
この車両制御装置１は、自車検出センサ２、周辺状況取得部３を備えている。自車検出センサ２は、自車両の車速情報を検出するためのセンサであり、例えば車輪速センサが用いられる。車輪速センサにより車速情報を取得することができる。周辺状況取得部３は、前方物標の情報を取得する周辺状況取得手段として機能するものであり、例えばミリ波やレーザを用いたレーダセンサなどが用いられる。また、車々間通信装置や路車間通信装置を用いても良い。ミリ波レーダセンサなどを用いることにより、前方物標となる他車両などの位置情報、相対速度情報を取得することができる。また、車々間通信装置などを用いる場合、他車両の位置情報、車速情報を取得することができる。
車両制御装置１は、ＥＣＵ（ElectronicControl Unit）４を備えている。ＥＣＵ４は、車両制御装置１の装置全体の制御を行うものであって、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ４は、自車検出センサ２及び周辺状況取得部３と接続され、自車検出センサ２及び周辺状況取得部３により検出した自車情報及び他車情報などを受信して記憶する。
また、ＥＣＵ４は、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値とを算出し、第１の値、第２の値が閾値を超えたか否かを判定する判定ユニットとして機能する。また、ＥＣＵ４は、判定ユニットにより第１の値、第２の値が閾値を超えたと判定された場合に、自車両の運転支援を行う運転支援ユニットとしても機能する。
ＥＣＵ４は、ＴＴＣ（Timeto collision）算出部４１、ＴＴＣ判定部４２、運転支援介入量算出部４３、閾値算出部４４及びガード値算出部４５を備えている。
ＴＴＣ算出部４１は、自車両と前方物標との間の衝突余裕時間、すなわちＴＴＣを算出するものであり、自車検出センサ２、周辺状況取得部３によって取得された自車情報及び他車情報に基づいて、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値とを算出する。
ＴＴＣ判定部４２は、ＴＴＣ算出部４１によって算出された少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値が、閾値算出部４４によって記憶または算出された閾値を超えたか否かを判定する。
運転支援介入量算出部４３は、ＴＴＣ判定部４２によって、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値が、閾値算出部４４によって記憶または算出された閾値を超えたと判定された場合に、支援介入量を算出する。支援介入量は、自車両に対して行う運転支援の多さを示す。ここで、第１の値及び第２の値の双方が閾値を超えた場合は、第１の値または第２の値の一方が閾値を超えた場合よりも、支援介入量が多く算出される。
また、運転支援介入量算出部４３は、例えば支援介入量や支援介入量の変化勾配などが、ガード値算出部４５によって記憶または算出されたガード値を超えたか否かを判定する。運転支援介入量算出部４３によって、支援介入量もしくは支援介入量の変化勾配などがガード値を超えていないもしくはガード値と同値と判定された場合は、支援介入量がそのまま支援介入量として採用される。一方、運転支援介入量算出部４３によって、支援介入量や支援介入量の変化勾配などがガード値を超えたと判定された場合は、運転支援介入量算出部４３は、ガード値を支援介入量もしくは支援介入量の変化勾配などとして採用し、支援介入量を設定する。また、支援介入量や支援介入量の変化勾配などがガード値を超えたと判定された場合は、運転支援介入量算出部４３は、支援介入量もしくは支援介入量の変化勾配などがガード値を超えないような支援介入量が得られるまで支援介入量の算出を繰り返しても良い。
閾値算出部４４は、ＴＴＣ判定部４２で用いられる少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値に対する閾値と、自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値に対する閾値を記憶または算出する。閾値は、予め記憶されていても良いし、自車検出センサ２及び周辺状況取得部３によって取得された自車情報及び他車情報に基づいて算出されても良い。
ガード値算出部４５は、運転支援介入量算出部４３が支援介入量の算出の際に用いるガード値を記憶または算出する。ガード値は、予め記憶されていても良いし、自車検出センサ２及び周辺状況取得部３によって取得された自車情報及び他車情報に基づいて算出されても良い。
ＥＣＵ４に設けられるＴＴＣ算出部４１、ＴＴＣ判定部４２、運転支援介入量算出部４３、閾値算出部４４及びガード値算出部４５は、コンピュータにプログラムを導入することで構成してもよいし、個々のハードウェアによって構成してもよい。
図１に示すように、ＥＣＵ４には、運転支援実行部５が接続されている。運転支援実行部５は、ＥＣＵ４からの制御信号を受けて、例えば、感覚強調支援、制動動作及び操舵操作などの運転支援を行うものである。例えば、感覚強調用ＥＣＵ、制動用ＥＣＵ、操舵用ＥＣＵなどが該当する。具体的には、感覚強調用ＥＣＵを用いた場合には、感覚強調用ＥＣＵがモニターに警告内容を表示させる。また、制動用ＥＣＵを用いた場合には、制動用ＥＣＵが制動アクチュエータに制動支援動作を行わせる。また、操舵用ＥＣＵを用いた場合には、操舵用ＥＣＵが操舵アクチュエータに操舵支援動作を行わせる。
次に本実施形態に係る車両制御装置１の動作について説明する。
図２は、本実施形態に係る車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。この図２の制御処理は、例えばＥＣＵ４によって所定の周期で繰り返して実行される。
車両制御装置１の動作は、まず、図２のＳ１０に示すように、自車情報取得処理が行われる。自車情報取得処理は、自車両の車速情報を取得する処理であり、例えば自車検出センサ２の出力信号に基づいて行われる。この自車情報取得処理により、現在の自車の車速、走行方向を特定することができる。
そして、Ｓ１１に移行し、周辺状況取得処理が行われる。周辺状況取得処理は、自車の周囲の周辺状況を取得する処理であり、例えば周辺状況取得部３の出力信号に基づいて行われる。この周辺状況取得処理により、自車の周囲における現在の他車その他の移動体、静止物の位置、移動速度、移動方向などを特定することができる。
そして、Ｓ１２に移行し、ＴＴＣ算出処理が行われる。ＴＴＣ算出処理は、自車両と前方物標との間の衝突余裕時間を算出する処理であって、例えば自車検出センサ２、周辺状況取得部３によって取得された自車情報及び他車情報に基づいて、少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値(以下、ＴＴＣとする)と、自車両と前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値(以下、ＴＴＣ2ndとする)を算出する。ＴＴＣ算出処理はＥＣＵ４によって実行される。
ＴＴＣとして、例えば、ＴＴＣ＝Ｄｒ／(−Ｖｒ)で表される相対加速度を用いないで算出される値が用いられる。また、ＴＴＣ2ndとして、例えば、ＴＴＣ2nd＝（−Ｖｒ±（Ｖｒ ２−２Ａｒ・Ｄｒ）１／２）／Ａｒで表される相対加速度を用いて算出される値が用いられる。ここで、Ｄｒは自車両と前方物標との相対距離を表す。また、Ｖｒは前方物標に対する自車両の相対速度を表し、前方物標に近づく方向が負の値となる。また、Ａｒは前方物標に対する自車両の相対加速度を表し、前方物標に近づく方向が負の値となる。
上記数式から算出されるＴＴＣは、現在の自車両と前方物標との相対速度Ｖｒ及び自車両と前方物標との相対距離Ｄｒにより算出される。また、上記数式から算出されるＴＴＣ2ndは、現在の自車両と前方物標との相対加速度Ａｒ、自車両と前方物標との相対速度Ｖｒ及び自車両と前方物標との相対距離Ｄｒから算出される。
ＴＴＣとして、例えば、ＴＴＣ＝Ｄｒ／(−Ｖｒ)で表される相対加速度を用いないで算出される値が用いられる。また、ＴＴＣ2ndとして、例えば、ＴＴＣ2nd＝（−Ｖｒ±（Ｖｒ ２−２Ａｒ・Ｄｒ）１／２）／Ａｒで表される相対加速度を用いて算出される値が用いられる。ここで、Ｄｒは自車両と前方物標との相対距離を表す。また、Ｖｒは前方物標に対する自車両の相対速度を表し、前方物標に近づく方向が負の値となる。また、Ａｒは前方物標に対する自車両の相対加速度を表し、前方物標に近づく方向が負の値となる。
上記数式から算出されるＴＴＣは、現在の自車両と前方物標との相対速度Ｖｒ及び自車両と前方物標との相対距離Ｄｒにより算出される。また、上記数式から算出されるＴＴＣ2ndは、現在の自車両と前方物標との相対加速度Ａｒ、自車両と前方物標との相対速度Ｖｒ及び自車両と前方物標との相対距離Ｄｒから算出される。
そして、Ｓ１３に移行し、ＴＴＣ判定処理が行われる。ＴＴＣ判定処理は、Ｓ１２にて算出された少なくともＴＴＣ及びＴＴＣ2ndが、例えばＥＣＵ４によって記憶または算出された閾値の値を超えているか否かを判定する処理であり、ＥＣＵ４によって実行される。
図３は、時刻とＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの関係の一例を示している。縦軸はＴＴＣ及びＴＴＣ2ndを示し、横軸は時刻を示している。図３に示されているＴＴＣ制御閾値及びＴＴＣ2nd制御閾値は、それぞれＴＴＣに対する閾値及びＴＴＣ2ndに対する閾値を示している。ＴＴＣ制御閾値とＴＴＣ2nd制御閾値は、異なる値であっても良いし、同値であっても良い。図３において、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndがそれぞれＴＴＣ制御閾値及びＴＴＣ2nd制御閾値よりも大きい値であるときは、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndは閾値を超えていない状態である。一方、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndがそれぞれＴＴＣ制御閾値及びＴＴＣ2nd制御閾値よりも小さい値もしくは同値であるときは、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndは閾値を超えた状態である。図３に示すように、時刻t1以後から時刻t2前の間においては、ＴＴＣ2ndのみが閾値を超えている。この場合、ＥＣＵ４は、ＴＴＣ2ndのみが閾値を超えたと判定する(以下、この状態をモードＡとする)。また、時刻t2以後は、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの双方が閾値を超えている。この場合、ＥＣＵ４は、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの双方が閾値を超えたと判定する(以下、この状態をモードＢとする)。ここで、モードＢの方が、モードＡよりも、自車両と前方物標との衝突の危険性が高い状態となる。
Ｓ１３にて、ＥＣＵ４によって、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの双方が閾値を超えていないと判定された場合、衝突危険性が低いため、運転支援を実行することなく、一連の制御処理は終了する。
一方、Ｓ１３にて、ＥＣＵ４によって、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの一方もしくは双方が閾値を超えたと判定された場合、Ｓ２０に移行し、支援介入量算出処理が行われる。支援介入量算出処理は、自車両に対して行う運転支援の多さを示す支援介入量を算出する処理であり、例えばＥＣＵ４によって実行される。ここで、Ｓ１３にて、ＥＣＵ４によって、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの双方が閾値を超えたと判定された場合(例えばモードＢ)は、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの一方が閾値を超えたと判定された場合(例えばモードＡ)よりも、支援介入量は多く算出される。ここで、図４は、時刻と支援介入量の関係の一例を示している。縦軸は支援介入量を示し、横軸は時刻を示している。支援介入量算出処理は、例えば、図４に示すように、モードＡ及びモードＢにおける支援介入量の目標値を定め、支援介入量が目標値に近づくように実行されても良い。また、例えば、支援介入量算出処理は、重み行列を含む関数を設定して、モードＡ及びモードＢにて重み行列の重みを可変させることにより実行されても良い。具体的には、運転支援が制動支援である場合、モードＡにおいてはジャークが最小になるように、モードＢにおいては減速度が優先されるように、支援介入量算出処理が実行されても良い。また、例えば、運転支援が操舵支援である場合、モードＡにおいてはトルク変化が最小となるように、モードＢにおいては横加速度が優先されるように、支援介入量算出処理が実行されても良い。
そして、Ｓ２１に移行し、支援介入量判定処理が行われる。支援介入量判定処理は、Ｓ２０にて算出された支援介入量や、前記支援介入量より求めることができる支援介入量の変化勾配が、ＥＣＵ４によって記憶または算出されたガード値を超えているか否かを判定する処理であり、ＥＣＵ４によって実行される。例えば、運転支援が制動支援である場合、支援介入量や支援介入量の変化勾配が大きすぎると、過度の急ブレーキとなるおそれがある。また、例えば、運転支援が操舵支援である場合、支援介入量や支援介入量の変化勾配が大きすぎると、過度の旋回となるおそれがある。本処理は、このような不都合を防止するために、フェールセーフの観点から、支援介入量の大きさを制限することを目的に行われる処理である。この場合、自車両と前方物標との間の衝突を防止することができない可能性があるが、上述のような過度な運転支援によって引き起こされる不都合よりは安全な危険回避のための走行が行われる。なお、運転支援の介入量は、モードＢよりも、モードＡの方が小さくなるように算出されるため、ガード量はモードＢよりも、モードＡの方が小さくなるように設定される。
Ｓ２１にて、ＥＣＵ４によって、支援介入量や支援介入量の変化勾配がガード値を超えていると判定された場合、Ｓ２２に移行し、支援介入量設定処理が行われる。支援介入量設定処理は、Ｓ２１で用いられたガード値を支援介入量または支援介入量の変化勾配として採用し、支援介入量を設定するための処理である。支援介入量設定処理は、ＥＣＵ４によって実行される。また、支援介入量や支援介入量の変化勾配がガード値を超えていると判定された場合、ＥＣＵ４は、支援介入量や支援介入量の変化勾配がガード値を超えないような支援介入量が得られるまでＳ２０及びＳ２１の処理を繰り返しても良い。
Ｓ２１にて、ＥＣＵ４によって、支援介入量や支援介入量の変化勾配がガード値を超えていないと判定された場合、またはＳ２２にて、ＥＣＵ４によって、支援介入量が設定された場合、Ｓ２３に移行し、運転支援処理が行われる。運転支援処理は、自車両に対して運転支援を行うための処理であり、ＥＣＵ４から運転支援実行部５に対し支援介入量を伝える信号を出力して行われる。
例えば、運転支援が感覚強調支援である場合、感覚強調用ＥＣＵにより、運転者に対して、警報ブザー及び警告表示などが発せられる。警報ブザー等は、モードＢの場合の方が、モードＡの場合よりも大きくなるように行われる。例えば、感覚強調支援が警報ブザーである場合は、モードＢの場合の警報ブザーの周波数をモードＡのものより高くしたり、警報ブザーを断続的に発する場合にモードＢの場合の断続周波数をモードＡのものより高くしたりすることで実現される。また、例えば、感覚強調支援が警告表示である場合は、モードＢの場合の表示の大きさをモードＡのものより大きくしたり、モードＢの場合の警告表示色をモードＡのものと変えたりすることで実現される。運転者は、上記のような感覚強調支援を受けることで、衝突の危険性の度合を認識することができるため、衝突の危険性の度合に応じた衝突回避の対応が可能となる。
また、運転支援が制動支援である場合、制動用ＥＣＵにより制動支援が行われ、自車両の速度が減速される。制動支援は、モードＢの場合の方が、モードＡの場合よりも大きくなる。例えば、モードＢの場合のブレーキの強さをモードＡのものより大きくすることで実現される。従って、衝突の危険性が高いほど、減速が大きくなり、より確実に衝突が防止される。
また、運転支援が操舵支援である場合、操舵用ＥＣＵにより操舵支援が行われ、自車両が旋回される。操舵支援は、モードＢの場合の方が、モードＡの場合よりも大きくなる。例えば、モードＢの場合の操舵トルクをモードＡのものより大きくすることで実現される。従って、衝突の危険性が高いほど、旋回が大きくなり、より確実に衝突が防止される。
例えば、運転支援が感覚強調支援である場合、感覚強調用ＥＣＵにより、運転者に対して、警報ブザー及び警告表示などが発せられる。警報ブザー等は、モードＢの場合の方が、モードＡの場合よりも大きくなるように行われる。例えば、感覚強調支援が警報ブザーである場合は、モードＢの場合の警報ブザーの周波数をモードＡのものより高くしたり、警報ブザーを断続的に発する場合にモードＢの場合の断続周波数をモードＡのものより高くしたりすることで実現される。また、例えば、感覚強調支援が警告表示である場合は、モードＢの場合の表示の大きさをモードＡのものより大きくしたり、モードＢの場合の警告表示色をモードＡのものと変えたりすることで実現される。運転者は、上記のような感覚強調支援を受けることで、衝突の危険性の度合を認識することができるため、衝突の危険性の度合に応じた衝突回避の対応が可能となる。
また、運転支援が制動支援である場合、制動用ＥＣＵにより制動支援が行われ、自車両の速度が減速される。制動支援は、モードＢの場合の方が、モードＡの場合よりも大きくなる。例えば、モードＢの場合のブレーキの強さをモードＡのものより大きくすることで実現される。従って、衝突の危険性が高いほど、減速が大きくなり、より確実に衝突が防止される。
また、運転支援が操舵支援である場合、操舵用ＥＣＵにより操舵支援が行われ、自車両が旋回される。操舵支援は、モードＢの場合の方が、モードＡの場合よりも大きくなる。例えば、モードＢの場合の操舵トルクをモードＡのものより大きくすることで実現される。従って、衝突の危険性が高いほど、旋回が大きくなり、より確実に衝突が防止される。
そして、Ｓ２３の処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。
以上のように、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、ＴＴＣ及びＴＴＣ2ndの双方が閾値を超えた場合は、ＴＴＣまたはＴＴＣ2ndの一方が閾値を超えた場合よりも、運転支援の介入量を多くすることで、自車両と前方物標との間の衝突を防止するための運転支援を衝突の危険性の度合に応じて行うことができる。
なお、上述した本実施形態は、本発明に係る車両制御装置の一例を示したものである。このため、本発明に係る車両制御装置は、このようなものに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る車両制御装置を変形し、または他のものに適用したものであってもよい。
１…車両制御装置、２…自車検出センサ、３…周辺状況取得部、４…ＥＣＵ、５…運転支援実行部、４１…ＴＴＣ算出部、４２…ＴＴＣ判定部、４３…運転支援介入量算出部、４４…閾値算出部、４５…ガード値算出部。
Claims (2)
- 少なくとも自車両と前方物標との間の相対速度に基づいた第１の値と、前記自車両と前記前方物標との間の相対加速度に基づいた第２の値とを算出し、前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたか否かを判定する判定ユニットと、
前記判定ユニットにより前記第１の値、前記第２の値が閾値を超えたと判定された場合に、前記自車両の運転支援を行う運転支援ユニットとを備え、
前記第１の値及び前記第２の値の双方が閾値を超えた場合は、前記第１の値もしくは前記第２の値の一方が閾値を超えた場合よりも、前記運転支援の介入量を多くすること、
を特徴とした車両制御装置。 - 前記運転支援は感覚強調支援、制動支援、もしくは操舵支援の少なくとも一つであることを特徴とした請求項1に記載の車両制御装置。
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